JP2007313821A - Laser welding method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、赤外、紫外、ハロゲン光などのレーザ光を用いたレーザ溶着方法に関するものである。 The present invention relates to a laser welding method using laser light such as infrared light, ultraviolet light, and halogen light.
赤外、紫外レーザやハロゲン光などのレーザ光による樹脂の重ね合わせ溶着では、接合部材同士の密着、および安定したレーザ熱量の確保がポイントになる。これらのうち、接合部材同士の密着方法に関して、例えば特許文献1において、溶着を行うワークの外周縁部全周に溶着凸部を設けておき、この溶着凸部にて溶着を行うことにより、接合界面の不純物を接合界面外に排出する効果が得られることが開示されている。
In the overlap welding of resin by laser light such as infrared, ultraviolet laser, or halogen light, adhesion between the bonding members and securing of a stable amount of laser heat are important. Among these, regarding the adhesion method between the joining members, for example, in
図14(a)は、この様子を示した断面図であり、図14(b)は、図14(a)の部分拡大図である。この図に示されるように、溶接対象となるケース100の外縁部に形成された溶接凸部100aの上にワークとなる蓋101を搭載したのち、溶接凸部100aに向けて集光レンズ102で集光したレーザ光102aを照射することにより溶着を行う。このとき、蓋101の外縁を押え治具103を押えている。
FIG. 14A is a cross-sectional view showing this state, and FIG. 14B is a partially enlarged view of FIG. As shown in this figure, after mounting a
しかし、この方法を用いる場合、図14中の破線で示したように、押え治具103にて蓋101の外縁を押えているため、溶接凸部100aを支点として蓋101が反り、蓋101の中央部が膨れてしまうという問題がある。
However, when this method is used, as shown by the broken line in FIG. 14, the outer edge of the
これを防ぐ方法として、ガラス等の透明板を押え部材として用いて蓋101全体を加圧する手法がある。このようにすることで、蓋101と溶接頭部100aとの密着度が向上し良好な接合が得られる。
しかしながら、上記の方法を用いても、成形部品となる蓋101やケース100の揮発成分や表面の汚れなど、もしくは溶着時の熱により、透明板が劣化破損し、強度が低下してしまう。このため、これらの問題点に対して、従来では、押え部材による蓋101全体の加圧を行わないで蓋101の中央部が膨らんだまま使用するか、頻繁に押え部材を交換して対応しなければならなかった。
However, even if the above method is used, the transparent plate is deteriorated and damaged due to volatile components of the
これに対して、中央部が膨らまないように、蓋101の板厚を厚くしたり、蓋101にリブを入れて剛性を高めることも考えられるが、接合時の接合部材同士の密着性が下がり、接合強度が低下してしまうという問題が発生する。
On the other hand, it is conceivable to increase the rigidity of the
本発明は上記点に鑑みて、蓋の中央部の反りを抑制できると共に、押え部材の交換回数の低減を図ることができるレーザ溶着方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a laser welding method capable of suppressing warpage of the central portion of the lid and reducing the number of times of replacement of the pressing member.
上記目的を達成するため、本発明では、蓋(2)の外縁部と対応する形状で構成され、蓋(2)の外縁部を押える端押え部(3a)と、該端押え部(3a)よりも内側に配置され、蓋(2)の中央部を押える中央押え部(3b)とを有し、端押え部(3a)および中央押え部(3b)が結合部材(3c)を介して一体とされ、かつ、端押え部(3a)および中央押え部(3b)にて蓋を押える際に、端押え部(3a)と中央押え部(3b)の間において蓋(2)から5mm以上の距離の空間を構成する押え部材(3)を用意する。そして、レーザ溶着を行う場所と該押え部材(3)における端押え部(3a)と中央押え部(3b)の間に形成される空間とを一致させ、該空間を通じてレーザ溶着を行うことを特徴としている。 In order to achieve the above object, in the present invention, an end pressing portion (3a) configured to have a shape corresponding to the outer edge portion of the lid (2) and pressing the outer edge portion of the lid (2), and the end pressing portion (3a) And a center presser part (3b) that presses the center part of the lid (2), and the end presser part (3a) and the center presser part (3b) are integrated via the coupling member (3c). When the lid is pressed by the end pressing portion (3a) and the center pressing portion (3b), the distance between the end pressing portion (3a) and the center pressing portion (3b) is 5 mm or more from the lid (2). A presser member (3) constituting a space of distance is prepared. The place where laser welding is performed and the space formed between the end pressing portion (3a) and the central pressing portion (3b) of the pressing member (3) are made to coincide with each other, and laser welding is performed through the space. It is said.
このようにしてレーザ溶着を行うと、蓋(2)の外縁だけでなく内側、つまりレーザ溶着が行われる外側と内側の両方を押え部材(3)にて押えつけることができるため、レーザ溶着を行ったときに蓋(2)が反ったりしない。このため、蓋(2)の中央位置が膨らんでしまったりすることを防止することができる。 When laser welding is performed in this manner, not only the outer edge of the lid (2) but also the inside, that is, both the outer side and the inner side where laser welding is performed can be pressed by the pressing member (3). The lid (2) does not warp when done. For this reason, it can prevent that the center position of a lid | cover (2) swells.
そして、蓋(2)を押えつけるための押え部材(3)の隙間(端押え部(3a)と中央押え部(3b)の間の隙間)を通じてレーザ溶着を行っており、また、結合部材(3c)と蓋(2)との間の距離を空けているため、レーザ溶着時に成形部品となる蓋(2)やケース(1)の揮発成分や表面の汚れや溶着時の熱などにより、押え部材(3)が劣化破損したり、強度が低下してしまうことを抑制できる。したがって、頻繁に押え部材(3)を交換して対応する必要性を無くすことができ、押え部材(3)の交換回数の低減を図ることができるレーザ溶着方法とすることが可能となる。 Laser welding is performed through a gap (a gap between the end pressing portion (3a) and the center pressing portion (3b)) of the pressing member (3) for pressing the lid (2), and a coupling member ( 3c) Since there is a distance between the lid (2), the presser foot is caused by the volatile components of the lid (2) and case (1) that become a molded part during laser welding, dirt on the surface, heat during welding, etc. It can suppress that a member (3) deteriorates and is damaged, and strength falls. Therefore, it is possible to eliminate the necessity of frequently changing the presser member (3) and cope with it, and it is possible to provide a laser welding method capable of reducing the number of replacements of the presser member (3).
例えば、端押え部(3a)と中央押え部(3b)の間が結合部材(3c)を構成する梁(3e)で結合されるようにし、端押え部(3a)および中央押え部(3b)にて蓋を押える際に、梁(3e)が蓋(2)から5mm以上間隔が空く位置に配置されるようにすると共に、レーザ溶着の際には、梁(3e)を回り込むようにレーザ光(4b)を照射することができる。 For example, the end presser part (3a) and the center presser part (3b) are connected by the beam (3e) constituting the connecting member (3c) between the end presser part (3a) and the center presser part (3b). When the lid is pressed by the laser beam, the beam (3e) is arranged at a position at a distance of 5 mm or more from the lid (2), and at the time of laser welding, the laser beam is passed around the beam (3e). (4b) can be irradiated.
また、端押え部(3a)に中央押え部(3b)よりも一回り大きな穴部(3d)を形成し、該穴部(3d)内に中央押え部(3b)を配置すると共に、端押え部(3a)および中央押え部(3b)の一面に結合部材(3c)を構成する透明板(3f)を配置し、該透明板(3f)を介して端押え部(3a)と中央押え部(3b)が結合されるようにして、レーザ溶着の際には、透明板(3f)を透過させてレーザ光(4b)を照射することもできる。 A hole (3d) that is slightly larger than the center presser (3b) is formed in the end presser (3a), and the center presser (3b) is disposed in the hole (3d). A transparent plate (3f) constituting the coupling member (3c) is arranged on one surface of the portion (3a) and the center presser portion (3b), and the end presser portion (3a) and the center presser portion are interposed via the transparent plate (3f). (3b) can be coupled so that the laser beam (4b) can be irradiated through the transparent plate (3f) during laser welding.
この場合、透明板(3f)に対して、端押え部(3a)と中央押え部(3b)との間の隙間と対応する場所に切り欠き(3g)を設け、透明板(3f)の一部を支持部として残すことで端押え部(3a)と中央押え部(3b)とを結合する構成とすることができる。 In this case, with respect to the transparent plate (3f), a notch (3g) is provided at a location corresponding to the gap between the end presser portion (3a) and the center presser portion (3b). It can be set as the structure which joins an end pressing part (3a) and a center pressing part (3b) by leaving a part as a support part.
なお、透明板(3f)については、中央押え部(3b)に接着剤(5)またはボルト(6)を用いて固定しても、端押え部(3a)に接着剤(5)またはボルト(7)を用いて固定しても良い。 In addition, about a transparent plate (3f), even if it fixes to a center pressing part (3b) using an adhesive (5) or a volt | bolt (6), an adhesive (5) or a bolt ( 7) may be used for fixing.
また、透明板(3f)の外延部を囲む枠状の保持板(8)を用意し、該保持板(8)にて透明板(3f)の外縁を押さえつつ、保持板(8)および端押え部(3a)とをボルト(7)にて固定しても良い。 Also, a frame-shaped holding plate (8) surrounding the outer extending portion of the transparent plate (3f) is prepared. While holding the outer edge of the transparent plate (3f) with the holding plate (8), the holding plate (8) and the end The presser part (3a) may be fixed with a bolt (7).
このように、保持板(8)を介して透明板(3f)を押さえつけた状態でボルト固定を行うようにすれば、ボルト(7)の荷重を押え板で受けることができるため、より高荷重まで耐えることが可能となる。 In this way, if the bolt is fixed with the transparent plate (3f) pressed through the holding plate (8), the load of the bolt (7) can be received by the holding plate, so that a higher load can be obtained. It is possible to withstand up to.
また、透明板(3f)と端押え部(3a)との間に弾性部材(9)を配置しても良い。このようにすれば、ボルト固定によって透明板(3f)に掛かるねじれ応力を低減できるため、押え部材(3)の寿命向上を図ることが可能となる。 Moreover, you may arrange | position an elastic member (9) between a transparent plate (3f) and an end pressing part (3a). In this way, the torsional stress applied to the transparent plate (3f) by bolt fixing can be reduced, so that the life of the pressing member (3) can be improved.
さらに、透明板(3f)として、該透明板(3f)の厚み方向においてレーザ光(4b)の屈折率が変わるものを用いても良い。例えば、透明板(3f)をレーザ光(4b)の屈折率が異なる複数層の積層構造により形成することができる。このようにすれば、レーザ光(4b)の集光性を改善でき、レーザ光(4b)の広がりを押えることも可能である。 Furthermore, as the transparent plate (3f), a plate in which the refractive index of the laser beam (4b) changes in the thickness direction of the transparent plate (3f) may be used. For example, the transparent plate (3f) can be formed by a multilayer structure having a plurality of layers having different refractive indexes of the laser beam (4b). If it does in this way, the condensing property of a laser beam (4b) can be improved, and it can also suppress the breadth of a laser beam (4b).
また、中央押え部(3b)に対して、該中央押え部(3b)における蓋(2)を押える側の面のうちの外縁部に突起部(3j)を形成したり、該中央押え部(3b)における蓋(2)を押える側の面のうちの中央部に突起部(3k)を形成することもできる。 Further, with respect to the center presser part (3b), a protrusion (3j) is formed on the outer edge of the surface of the center presser part (3b) on the side where the lid (2) is pressed, or the center presser part (3b) A protrusion (3k) can also be formed at the center of the surface on the side of pressing the lid (2) in 3b).
このようにすれば、より中央押え部(3b)の外縁部もしくは中央部において蓋(2)を押える力を大きくすることが可能となる。 If it does in this way, it will become possible to enlarge the force which presses a lid | cover (2) in the outer edge part or center part of a center pressing part (3b) more.
また、端押え部(3a)のうち中央押え部(3b)と対向する内壁面と、中央押え部(3b)のうち端押え部(3a)と対向する側壁面の少なくとも一方を、レーザ光(4b)の照射方向に沿って端押え部(3a)と中央押え部(3b)の間の距離を短くするようなテーパ状とすると好ましい。 Further, at least one of an inner wall surface facing the center pressing portion (3b) of the end pressing portion (3a) and a side wall surface facing the end pressing portion (3a) of the center pressing portion (3b) is irradiated with laser light ( It is preferable to have a taper shape that shortens the distance between the end pressing portion (3a) and the center pressing portion (3b) along the irradiation direction of 4b).
このようにすれば、レーザ光(4b)の集光角度に合わせて端押え部(3a)もしくは中央押え部(3b)の壁面を傾斜させることができ、レーザ光(4b)以外の不必要な光が蓋(2)やケース(1)の溶着位置に入り込まないようにすることができる。 If it does in this way, the wall surface of an end pressing part (3a) or a center pressing part (3b) can be inclined according to the condensing angle of a laser beam (4b), unnecessary other than a laser beam (4b) It is possible to prevent light from entering the welding position of the lid (2) or the case (1).
さらに、レーザ溶着時に、端押え部(3a)と中央押え部(3b)の間の隙間にガスを流動させることもできる。 Furthermore, it is possible to cause the gas to flow in the gap between the end pressing portion (3a) and the center pressing portion (3b) during laser welding.
このようにすれば、蓋(2)や端押え部(3a)と中央押え部(3b)等により構成される空間を通じてガスが流動し、レーザ溶着時に蓋(2)やケース(1)の揮発成分や表面の汚れなどが生じてもそれをガスにて除去できる。また、ガスを冷却ガスにすれば、溶着時に発熱してもガスにて冷却できるため、透明板(3f)が劣化破損して強度が低下したりすることを防止できる。 In this way, the gas flows through the space formed by the lid (2), the end pressing part (3a) and the central pressing part (3b), and the volatilization of the lid (2) and the case (1) during laser welding. Even if components and surface contamination occur, they can be removed with gas. In addition, if the gas is a cooling gas, the gas can be cooled by the gas even if heat is generated during welding, so that it is possible to prevent the transparent plate (3f) from being deteriorated and broken and the strength from being lowered.
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。また、以下の説明において、各実施形態で共通している部分については説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the drawings. Moreover, in the following description, description is abbreviate | omitted about the part which is common in each embodiment.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について説明する。図1は、本実施形態にかかるレーザ溶着方法による溶着対象となるケース1および蓋2の断面構造を示したものであり、図1(a)は、ケース1および蓋2の全体構成を示した断面図、図1(b)は、図1(a)における二点鎖線部分を拡大してレーザ溶着の様子を示した図である。また、図2(a)は、本実施形態にかかるレーザ溶着方法を実施する際に用いる押え部材3の上面図、図2(b)は、図2(a)に示す押え部材3を用いて蓋2を押えている様子を示した断面図である。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 shows a cross-sectional structure of a
図1(a)に示すように、ケース1は例えば一面を底面1aとして、底面1aの外縁を側壁面1bで囲った中空部を有する長方体部材によって構成されている。そして、図1(b)に示すように、ケース1の開口端において、側壁面1bには、蓋2が嵌め込まれる凹部1cが形成されており、その凹部1c内における内周側(ケース1の中空部側)において接合凸部1dが形成されている。この接合凸部1dの上に載せられるようにしてケース1の凹部1cに蓋2が嵌め込まれるようになっている。
As shown to Fig.1 (a), the
一方、図2(a)に示されるように、押え部材3は、端押え部3aと中央押え部3bおよびこれらを結合するための結合部材3cを備えた構成とされている。
On the other hand, as shown in FIG. 2A, the
端押え部3aは、蓋2の端部、つまり外縁部を押えるためのものである。この端押え部3aは、四角形の板状部材で構成されており、中央位置に角部を丸めた四角形で、かつ、蓋2の外形よりも一回り寸法が小さくされた穴部3dが形成されている。この穴部3dの内壁面(側壁面)は、図2(b)に示すように、蓋2に近づくに連れて穴部3dのサイズが小さくなるようにテーパ形状とされている。
The
このように、端押え部3aに形成された穴部3dが蓋2の外形よりも一回り小さくされているため、端押え部3aにて蓋2を押さえつけたときに蓋2の外縁部、具体的には蓋2のうち溶着が行われるよりもさらに外側の位置をすべて押えられるようになっている。
Thus, since the
中央押え部3bは、蓋2の中央部を押えるためのものである。この中央押え部3bは、端押え部3aに形成された穴部3d内に配置されている。中央押え部3bは、角部を丸めた四角形を為しており、端押え部3aに形成された穴部3dの形状を一回り小さくした形になっている。具体的には、中央押え部3bの外側面から端押え部3aに形成された穴部3dの内壁面までの最短距離は、図2(a)の紙面水平方向において中央押え部3bの周囲全周すべてで均等とされている。ただし、端押え部3aに形成された穴部3dの内壁面がテーパ形状とされているため、中央押え部3bの外側面から端押え部3aに形成された穴部3dの内壁面までの最短距離は、中央押え部3bの外側面から端押え部3aに形成された穴部3dの内壁面までの距離は押え部材3の厚み方向において、蓋2に近づくに連れて徐々に小さくなっている。
The
結合部材3cは、本実施形態では複数の梁3eで構成されている。梁3eは、レーザ光4bを反射する材質で構成され、例えば銅もしくは銅メッキがされた金属等により構成されている。この梁3eは、中央押え部3bの各辺と穴部3dの内壁の各辺それぞれに2本ずつ、端押え部3aと中央押え部3bとを繋ぐように架設されている。梁3eの幅は、特に限定されるものではないが、溶着時にレーザ光4bが梁3eの下方まで回り込める程度に設定されている。
In this embodiment, the
また、梁3eは、端押え部3aと中央押え部3bのうち蓋2と接する面からできるだけ離れた位置、つまり、図2(b)に示すようにできるだけ高い位置に配置されている。具体的には、梁3eは、蓋2上に押え部材3を配置したときに、蓋2から5mm以上離れるようにしている。この距離は、成形部品となる蓋2やケース1の揮発成分や表面の汚れなど、もしくは溶着時の熱による影響の抑制効果が十分に得られるように設定されるものであり、実験的には5mm未満であってもその抑制効果を得られたが5mm以上とするとその抑制効果がより顕著であった。なお、実験ではその距離が20mmの位置までその抑制効果が得られることを確認している。
Further, the
次に、図1(b)中に破線部にてレーザ溶着の様子を示し、図1および図2を参照して本実施形態にかかるレーザ溶着方法について説明する。 Next, the state of laser welding is shown by a broken line portion in FIG. 1B, and the laser welding method according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
まず、図1(a)、(b)に示すように、蓋2をケース1の凹部1cに嵌める。そして、図1(b)中の破線で示したように、押え部材3にて蓋2をケース1に押さえつける。このとき、押え部材3における端押え部3aと中央押え部3bの間の隙間(穴部3dの残り)にケース1の側壁面1bにおける開口端に形成された接合凸部1dが位置するように配置する。
First, as shown in FIGS. 1A and 1B, the
続いてレーザ照射装置4を蓋2の上方に配置し、集光レンズ4aで集光したレーザ光4bの焦点が接合凸部1dと重なるようにする。これにより、接合凸部1dと蓋2との接触部分において溶着が行われる。そして、このようなレーザ溶着が蓋2の外縁全域で行われるように、レーザ照射装置4におけるレーザ光4bの照射を接合凸部1dに沿って移動させるか、もしくは、レーザ光4bの焦点を接合凸部1dと一致させながらケース1および蓋2を移動させる。これにより、蓋2の外縁全域がケース1に溶着される。
Subsequently, the
なお、レーザ溶着を行うに際し、梁3eによってレーザ光4bが遮られないように、梁3eの幅をレーザ光4bが梁3eの下方まで回り込める程度に設定しているため、梁3eの下方に関してもレーザ溶着を行うことが可能である。
When performing laser welding, the width of the
このようにしてレーザ溶着を行うと、蓋2の外縁だけでなく内側、つまりレーザ溶着が行われる外側と内側の両方を押え部材3にて押えつけることができるため、レーザ溶着を行ったときに接合凸部1dを視点として蓋2が反ったりしない。このため、蓋2の中央位置が膨らんでしまったりすることを防止することができる。
When laser welding is performed in this manner, not only the outer edge of the
そして、蓋2を押えつけるための押え部材3の隙間(端押え部3aと中央押え部3bの間の隙間)を通じてレーザ溶着を行っており、また、梁3eと蓋2との間の距離を空けているため、レーザ溶着時に成形部品となる蓋2やケース1の揮発成分や表面の汚れや溶着時の熱などにより、押え部材3が劣化破損したり、強度が低下してしまうことを抑制できる。
Laser welding is performed through a gap between the
したがって、頻繁に押え部材3を交換して対応する必要を無くすことができ、押え部材3の交換回数の低減を図ることができるレーザ溶着方法とすることが可能となる。このように良好なレーザ溶着が行えるようにすることで、蓋2とケース1を接着剤にて接合する場合と比べて、接着剤を加熱硬化させる際の大電力が必要なくなる分、省エネを図ることが可能となる。
Therefore, it is possible to eliminate the need to frequently replace the
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態で用いた梁3eを他のものに代えて結合部材3cを構成したものである。その他の部分に関しては、第1実施形態と同様である。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, a connecting
図3(a)は、本実施形態にかかるレーザ溶着方法を実施する際に用いる押え部材3の上面図、図3(b)は、図3(a)に示す押え部材3を用いて蓋2を押えている様子を示した断面図である。
FIG. 3A is a top view of the
図3(a)、(b)に示すように、本実施形態では結合部材3cをレーザ光4bを透過するポリカーボネート、石英ガラス、サファイア、ダイアモンド等の透明板3fで構成している。透明板3fは、中央押え部3bを含めた端押え部3aの穴部3dすべてを覆えるようなサイズの四角形状とされている。透明板3fと中央押え部3bおよび端押え部3aにおける穴部3dの外縁部とは、接着剤5によって接着されており、透明板3fを介して中央押え部3bおよび端押え部3aが結合されている。
As shown in FIGS. 3A and 3B, in the present embodiment, the
このような透明板3fを結合部材3cとして用い、透明板3fの上方からレーザ光4bを照射し、透明板3fを透過させながらレーザ光4bを接合凸部1dに照射することで、上記第1実施形態と同様に、蓋2とケース1とを溶着することができる。これにより、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
By using such a
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態について説明する。本実施形態は、第2実施形態で用いた透明板3fを加工して結合部材3cの形状を変えたものである。その他の部分に関しては、第2実施形態と同様である。
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the
図4(a)は、本実施形態にかかるレーザ溶着方法を実施する際に用いる押え部材3の上面図、図4(b)は、図4(a)に示す押え部材3を用いて蓋2を押えている様子を示した断面図である。
4A is a top view of the
図4(a)、(b)に示すように、本実施形態では結合部材3cをレーザ光4bを透過するポリカーボネート、石英ガラス、サファイア、ダイアモンド等の透明板3fで構成し、かつ、透明板3fのうち端押え部3aと中央押え部3bとの間の隙間と対応する場所に切り欠き3gを設け、透明板3fの一部を支持部として残すことで端押え部3aと中央押え部3bとの間を結合する構成としている。具体的には、支持部は、中央押え部3bの各辺および端押え部3aの穴部3dの各辺を一つずつ結ぶように配置されている。
As shown in FIGS. 4A and 4B, in this embodiment, the
このような切り欠き3gを設けて支持部を構成するようにした透明板3fを結合部材3cとして用い、透明板3fの上方からレーザ光4bを照射し、透明板3fを透過させながらレーザ光4bを接合凸部1dに照射することで、上記第1実施形態と同様に、蓋2とケース1とを溶着することができる。これにより、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
A
(第4実施形態)
本発明の第4実施形態について説明する。本実施形態は、第2または第3実施形態に対して、結合部材3cと中央押え部3bおよび端押え部3aとの接合構造を変更したものである。その他の部分に関しては、第2、第3実施形態と同様である。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the joining structure of the
図5は、本実施形態にかかるレーザ溶着方法を実施する際に押え部材3を用いて蓋2を押えている様子を示した断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a state in which the
第2、第3実施形態では、結合部材3cと中央押え部3bおよび端押え部3aとの接合を接着剤5によって行っていたが、本実施形態では、図5に示すように、結合部材3cおよび中央押え部3bに穴空けし、ボルト6を用いた固定を行っている。このようなボルト固定により、結合部材3cと中央押え部3bとの接合を行っても良い。
In the second and third embodiments, the
なお、結合部材3cと端押え部3aに関しては、図5では記載していないが、第2、第3実施形態と同様に接着剤等を用いた固定を行うことができる。
In addition, although it does not describe in FIG. 5 about the
(第5実施形態)
本発明の第5実施形態について説明する。本実施形態は、第4実施形態で示したボルト固定を結合部材3cと端押え部3aとの接合に適用したものである。その他の部分に関しては、第2、第3実施形態と同様である。
(Fifth embodiment)
A fifth embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the bolt fixing shown in the fourth embodiment is applied to the joining of the
図6は、本実施形態にかかるレーザ溶着方法を実施する際に押え部材3を用いて蓋2を押えている様子を示した断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a state in which the
第4実施形態では、結合部材3cと中央押え部3bとをボルト6にて固定していたが、図6に示すように、本実施形態では、結合部材3cと端押え部3aとをボルト7にて固定している。このようなボルト固定により、結合部材3cと端押え部3aとの接合を行っても良い。
In the fourth embodiment, the
なお、上記第4実施形態では、結合部材3cと中央押え部3bとの接合をボルト固定により行い、本実施形態では、結合部材3cと端押え部3aとの接合をボルト固定により行っているが、これら双方の接合を共にボルト固定により行っても良い。
In the fourth embodiment, the
(第6実施形態)
本発明の第6実施形態について説明する。本実施形態は、第5実施形態と同様に、結合部材3cと端押え部3aとの接合をボルト固定により行うが、ボルト固定を押え板を介して行うようにし、かつ、端押え部3aと透明板3fとの間に弾性部材を配置したものである。その他の部分に関しては、第5実施形態と同様である。
(Sixth embodiment)
A sixth embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, as in the fifth embodiment, the
図7(a)は、本実施形態にかかるレーザ溶着方法を実施する際に用いる押え部材3の上面図、図7(b)は、図7(a)に示す押え部材3を用いて蓋2を押えている様子を示した断面図である。
FIG. 7A is a top view of the
図7(a)に示すように、透明板3fの外縁を覆うように四角枠状の保持板8が備えられている。保持板8の内壁面には、保持板8の内壁面の一回りすべてを囲むように段付き形状とされた段差部8aが形成されており、この段差部8aに透明板3fが嵌め込めるようになっている。このような保持板8にて透明板3fの外縁を押えつつ、保持板8に形成された穴内にボルト7を挿入し、端押え部3aにボルトを締結することで、透明板3fが端押え部3aに接合されるようにしている。
As shown in FIG. 7A, a rectangular frame-shaped
また、端押え部3aの穴部3dの内壁面にも、この内壁面の一回りすべてを囲むように段付き形状とされた段差部3hが形成されており、この段差部3hに弾性部材9が配置されている。弾性部材9は、スプリングやゴムなどで構成されている。
Further, a stepped
このように、保持板8を介して透明板3fを押さえつけた状態でボルト固定を行うようにすれば、ボルト7の荷重を押え板で受けることができるため、より高荷重まで耐えることが可能となる。また、透明板3fと端押え部3aとの間に弾性部材9を配置することにより、ボルト固定によって透明板3fに掛かるねじれ応力を低減できるため、押え部材3の寿命向上を図ることが可能となる。
In this way, if the bolt is fixed in a state where the
(第7実施形態)
本発明の第7実施形態について説明する。本実施形態は、第6実施形態と同様に、結合部材3cと端押え部3aとの接合をボルト固定により行い、ボルト固定を押え板を介して行うようにし、かつ、端押え部3aと透明板3fとの間に弾性部材を配置したものであるが、第6実施形態に対してボルト固定の方向性を変更したものである。
(Seventh embodiment)
A seventh embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, similarly to the sixth embodiment, the
図8は、本実施形態にかかるレーザ溶着方法を実施する際に押え部材3を用いて蓋2を押えている様子を示した断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a state in which the
図8に示すように、端押え部3aの穴部3dの内壁面には、この内壁面の一回りすべてを囲むように段付き形状とされた段差部3hが形成されており、この段差部3hに弾性部材9と共に透明板3fが嵌め込まれている。弾性部材9は、スプリングやゴムなどで構成されている。
As shown in FIG. 8, a stepped
また、透明板3fの外縁および端押え部3aの外縁を覆うように四角枠状の保持板8が備えられている。保持板8の内壁面には、保持板8の内壁面の一回りすべてを囲むように段付き形状とされた段差部8aが形成されており、この段差部8aに透明板3fおよび端押え部3aが嵌め込めるようになっている。このような保持板8と端押え部3aとの間に弾性部材9および透明板3fの外縁が挟持された状態で、端押え部3aの下方(蓋2側)から端押え部3aに形成された穴内にボルト7を挿入し、保持板8にボルト7を締結することで、透明板3fが端押え部3aに接合されるようにしている。
Further, a rectangular frame-shaped
このように、保持板8を介して透明板3fを押さえつけた状態でボルト固定を行うようにすれば、ボルト7の荷重を保持板8で受けることができるため、より高荷重まで耐えることが可能となる。特に、本実施形態のように、ボルト7の挿入方向が押え部材3にて蓋2を押えたときに加えられる反力と同方向とされていることから、より高荷重まで耐えることが可能となる。また、透明板3fと端押え部3aとの間に弾性部材9を配置することにより、ボルト固定によって透明板3fに掛かるねじれ応力を低減できるため、押え部材3の寿命向上を図ることが可能となる。
In this way, if the bolt is fixed in a state where the
(第8実施形態)
本発明の第8実施形態について説明する。本実施形態は、第1〜第3実施形態に対して中央押え部3bのうち蓋2と接する部分の形状を変更したものである。
(Eighth embodiment)
An eighth embodiment of the present invention will be described. This embodiment changes the shape of the part which contact | connects the lid |
図9は、本実施形態にかかるレーザ溶着方法を実施する際に押え部材3を用いて蓋2を押えている様子を示した断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state in which the
図9に示すように、本実施形態では、中央押え部3bの中央部に凹部3iを設けることにより中央押え部3bの外縁部を突起部3jとしている。このようにすれば、より中央押え部3bの外縁部において蓋2を押える力を大きくすることが可能となる。
As shown in FIG. 9, in this embodiment, the outer edge part of the
なお、ここでは第2実施形態に対して中央押え部3bの形状を変更したものを図9に示したが、勿論、第1、第3実施形態に対して中央押え部3bの形状を変更したものであっても良い。
In addition, although what changed the shape of the
(第9実施形態)
本発明の第9実施形態について説明する。本実施形態も、第1〜第3実施形態に対して中央押え部3bのうち蓋2と接する部分の形状を変更したものである。
(Ninth embodiment)
A ninth embodiment of the present invention will be described. This embodiment also changes the shape of the part which contact | connects the lid |
図10は、本実施形態にかかるレーザ溶着方法を実施する際に押え部材3を用いて蓋2を押えている様子を示した断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a state in which the
図10に示すように、本実施形態では、中央押え部3bの中央部を突形状とした突起部3kとしている。このようにすれば、より中央押え部3bの中央部において蓋2を押える力を大きくすることが可能となる。
As shown in FIG. 10, in the present embodiment, the central portion of the
なお、ここでも第2実施形態に対して中央押え部3bの形状を変更したものを図10に示したが、勿論、第1、第3実施形態に対して中央押え部3bの形状を変更したものであっても良い。
In addition, here, what changed the shape of the
(第10実施形態)
本発明の第10実施形態について説明する。本実施形態は、第1〜第3実施形態に対して中央押え部3bの側壁面の形状を変更したものである。
(10th Embodiment)
A tenth embodiment of the present invention will be described. This embodiment changes the shape of the side wall surface of the
図11は、本実施形態にかかるレーザ溶着方法を実施する際に押え部材3を用いて蓋2を押えている様子を示した断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a state in which the
図11に示すように、本実施形態では、中央押え部3bの側壁面がテーパ形状となるようにしている。つまり、中央押え部3bの水平方向(図11の左右方向)の幅が蓋2に近づくに連れて大きくなるようにしている。このようにすれば、レーザ光4bの集光角度に合わせて中央押え部3bの側壁面および端押え部3aの穴部3dの内壁面を傾斜させることができ、レーザ光4b以外の不必要な光が蓋2やケース1の溶着位置に入り込まないようにすることができる。
As shown in FIG. 11, in this embodiment, the side wall surface of the
なお、ここでも第2実施形態に対して中央押え部3bの形状を変更したものを図11に示したが、勿論、第1、第3実施形態に対して中央押え部3bの形状を変更したものであっても良い。
In addition, although what changed the shape of the
(第11実施形態)
本発明の第11実施形態について説明する。本実施形態は、第1〜第10実施形態に対してレーザ溶着プロセスを変更したものである。
(Eleventh embodiment)
An eleventh embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the laser welding process is changed with respect to the first to tenth embodiments.
図12(a)、(b)は、本実施形態にかかるレーザ溶着方法を模式的に示した上面図および断面図である。 12A and 12B are a top view and a cross-sectional view schematically showing the laser welding method according to the present embodiment.
図12(a)、(b)に示すように、本実施形態では、端押え部3aの対向する二辺を構成している側壁にガス通路3mを設け、レーザ溶着時に例えば図中矢印で示したようにガス通路3mを通じてガスを流動させる。このときのガスとしては、冷却ガスと加温ガスのいずれも用いることができる。なお、ガス種は特に限定されないが、アルゴンなどの不活性ガスを用いると、反応物質が形成されることがないため好ましい。
As shown in FIGS. 12 (a) and 12 (b), in this embodiment, a
このようにすれば、蓋2と透明板3fおよび端押え部3aと中央押え部3bにより構成される空間を通じてガスが流動し、レーザ溶着時に蓋2やケース1の揮発成分や表面の汚れなどが生じてもそれをガスにて除去できる。また、ガスを冷却ガスにすれば、溶着時に発熱してもガスにて冷却できるため、透明板3fが劣化破損して強度が低下したりすることを防止できる。
In this way, the gas flows through the space formed by the
なお、ここでも第2実施形態に対してガス通路3mを形成したものを図12に示したが、勿論、第1〜第10実施形態に対して中央押え部3bの形状を変更したものであっても良い。
Here, the
(第12実施形態)
本発明の第12実施形態について説明する。本実施形態は、上記各実施形態と異なり、一枚の透明板3fにて中央押え部3bと端押え部3aを構成するものである。
(Twelfth embodiment)
A twelfth embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, unlike the above embodiments, the central
図13(a)は、本実施形態にかかるレーザ溶着方法を実施する際に用いる押え部材3の上面図、図13(b)は、図13(a)に示す押え部材3の側面図、図13(c)は、図13(a)に示す押え部材3を用いて蓋2を押えている様子を示した断面図である。
FIG. 13A is a top view of the
図13(a)に示すように、押え部材3は一枚の透明板3fで構成され、透明板3fには四角形の枠上の溝3nが形成され、この溝3nによって中央押え部3bと端押え部3aとが区画されている。溝3nの深さは、図13(b)に示されるように5mm以上とされており、溝3nの幅は、図13(a)の図13(a)の紙面方向すべて均等とされているが、溝3nは先細りとされているため、溝3nが深くなるほど幅が徐々に小さくなっている。
As shown in FIG. 13 (a), the pressing
このような押え部材3を用いて、図13(c)に示すように、押え部材3のうち溝3nが形成された一面を蓋2に向けて押し付け、溝3nが形成された一面の反対側の面からレーザ光4bを入射することにより、レーザ溶着を行うことができる。このように、一枚の透明板3fを用いても、上記各実施形態と同様の効果を得ることができる。
Using such a
(他の実施形態)
上記第1実施形態では、ケース1や蓋2の形状の一例を示したが、これらの形状は任意である。
(Other embodiments)
In the said 1st Embodiment, although an example of the shape of
上記2〜12実施形態では、透明板3fの板厚について特に説明していないが、透明板3fにはワークに相当する蓋2やケース1を押えるための荷重を加えなければならないため、ある程度厚みが必要になる。しかしながら、レーザ光4bの屈折の大小を決める要素となるため、期待する屈折量に応じて透明板3fの板厚を調整するのが好ましい。すなわち、透明板3fが厚くなればなる程、屈折によりレーザ光4bが広がってしまうため、透明板3fに加える荷重とレーザ光4bの広がりとの関係を考慮しながら透明板3fの板厚を決定する必要がある。
In the above-described 2 to 12 embodiments, the thickness of the
これに対し、透明板3fを複数層で構成すると共に各層の屈折率を変更したり、屈折率が連続的に変化するような透明板3fを用いれば、レーザ光4bの集光性を改善でき、レーザ光4bの広がりを押えることも可能である。また、透明板3fのうちレーザ光4bを透過させる面をレンズ形状に成形し、レーザ光4bの集光性を高めるようにしても良い。
On the other hand, if the
1…ケース、1a…底面、1b…側壁面、1c…凹部、1d…接合凸部、2…蓋、
3…押え部材、3a…端押え部、3b…中央押え部、3c…結合部材、3d…穴部、
3e…梁、3f…透明板、3g…切り欠き、3h…段差部、3i…凹部、
3j…突起部、3k…突起部、3m…ガス通路、3n…溝、4…レーザ照射装置、
4a…集光レンズ、4b…レーザ光、5…接着剤、6、7…ボルト、8…押え板、
8a…段差部、9…弾性部材。
DESCRIPTION OF
3 ... Presser member, 3a ... End presser part, 3b ... Center presser part, 3c ... Coupling member, 3d ... Hole part,
3e ... beam, 3f ... transparent plate, 3g ... notch, 3h ... step, 3i ... concave,
3j ... projection, 3k ... projection, 3m ... gas passage, 3n ... groove, 4 ... laser irradiation device,
4a ... condensing lens, 4b ... laser light, 5 ... adhesive, 6, 7 ... bolt, 8 ... presser plate,
8a ... step part, 9 ... elastic member.
Claims (14)
前記蓋(2)の前記外縁部と対応する形状で構成され、前記蓋(2)の前記外縁部を押える端押え部(3a)と、該端押え部(3a)よりも内側に配置され、前記蓋(2)の前記中央部を押える中央押え部(3b)とを有し、前記端押え部(3a)および前記中央押え部(3b)が結合部材(3c)を介して一体とされ、かつ、前記端押え部(3a)および前記中央押え部(3b)にて前記蓋を押える際に、前記端押え部(3a)と前記中央押え部(3b)の間において前記蓋(2)から5mm以上の距離の空間を構成する押え部材(3)を用意し、前記レーザ溶着を行う場所と該押え部材(3)における前記端押え部(3a)と前記中央押え部(3b)の間に形成される前記空間とを一致させ、該空間を通じて前記レーザ溶着を行うことを特徴とするレーザ溶着方法。 After the lid (2) is placed on the case (1) by irradiating the laser beam (4b) with the laser irradiation device (4), the outer edge portion positioned around the central portion of the lid (2) and the A laser welding method for laser welding the outer edge of the case (1),
It is configured in a shape corresponding to the outer edge portion of the lid (2), and is disposed inside the end pressing portion (3a) for pressing the outer edge portion of the lid (2) and the end pressing portion (3a), A center presser part (3b) for pressing the center part of the lid (2), and the end presser part (3a) and the center presser part (3b) are integrated via a coupling member (3c), And, when the lid is pressed by the end pressing portion (3a) and the central pressing portion (3b), the lid (2) is interposed between the end pressing portion (3a) and the central pressing portion (3b). A presser member (3) constituting a space having a distance of 5 mm or more is prepared. Matching the space to be formed and performing the laser welding through the space. Laser welding method for the butterflies.
The laser welding method according to any one of claims 1 to 13, wherein a gas is caused to flow in a gap between the end pressing portion (3a) and the central pressing portion (3b) during the laser welding. .
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