JP3823065B2 - レーザ溶着方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、樹脂材料からなる基材に繊維材料からなるフィルタをレーザ光により溶着するレーザ溶着方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、樹脂材料からなる基材に繊維材料からなる不織布製のフィルタを溶着する方法として、特開平8−229312号公報、特開2000−186635号公報等に開示されたものがある。これらの溶着方法は、例えば、ナイロン(商品名)からなる基材の上にポリエステル繊維からなる不織布製のフィルタを載せ、基材の一部を溶融させ、フィルタの繊維間隙に溶融湯を浸透させてフィルタと基材とを溶着させるものである。
【0003】
ここで、前記各従来技術では、超音波溶着や振動による摩擦溶着の方法が採用されている。例えば、超音波溶着方法では、超音波発振器をフィルタに近接させて超音波を射出し、基材を溶融させてフィルタの繊維間隙に浸透させ、固化させている。摩擦溶着方法でも、発振器をフィルタに近接させることになり、工程としては、超音波溶着方法に準ずるものと言える。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記各従来技術の溶着方法では、溶着の過程で発振器等をフィルタに近接させたり、離したりする工程が必要となり、その分だけ溶着完了までに時間がかかることになった。
【0005】
ここで、発振器等の機器を被射体に接近させる必要性の少ない、或いは、機器の移動距離を少なくできる溶着方法として、レーザ光を使用したレーザ溶着方法がある。この溶着方法をフィルタの溶着に採用すれば、レーザ光発射装置がワークから離れていても、その照射基からレーザ光を発射するだけで溶着部位にレーザ光を到達させることができ、発射装置の移動時間を省略又は短縮することができ、溶着完了までの所要時間を短くすることが可能である。
【0006】
しかし、これまでにレーザ光でフィルタを基材に溶着した従来例はなく、レーザ光による溶着では、溶着強度の確保や、ワークの焦げ・穴明き等の欠損防止の課題が予測されるので、実用的なレーザ溶着方法の提案が望まれている。
【0007】
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、溶着強度の向上と、焦げや穴明き等の欠損防止とを図りながらフィルタと基材とを好適に溶着させることを可能としたレーザ溶着方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、樹脂材料からなる基材に繊維材料からなるフィルタをレーザ光により溶着するレーザ溶着方法であって、レーザ光非透過性の樹脂材料からなる基材の上にレーザ光透過性の繊維材料からなるフィルタを載せる工程と、フィルタの溶着部位の繊維密度を高める工程と、溶着部位にレーザ光を照射する工程とを備え、フィルタを透過するレーザ光により基材の一部を溶融させ、その溶融湯をフィルタの繊維間隙に浸入させて溶着部位を基材に溶着することを趣旨とする。
【0009】
上記発明の構成によれば、基材の上にフィルタが載せられた後、そのフィルタの溶着部位の繊維密度が高められるので、溶着部位の熱伝導が向上して放熱性が高められると共に、溶着部位と溶融湯との接触面積も増すことになる。又、溶着部位にレーザ光を照射する工程では、照射機器を溶着部位に近接させる必要がない。
【0010】
上記目的を達成するために、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、繊維密度を高める工程で、溶着部位より広めにフィルタの繊維密度を高めることを趣旨とする。
【0011】
上記発明の構成によれば、請求項1に記載の発明の作用に加え、溶着部位を含めて広めにフィルタの繊維密度が高められるので、溶着部位以外の部位に対する熱影響が低減される。
【0012】
上記目的を達成するために、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、繊維密度を高める工程は、溶着部位の周辺を基材へ向けて圧縮することにより溶着部位を間接的に圧縮することを趣旨とする。
【0013】
上記発明の構成によれば、請求項2に記載の発明の作用に加え、溶着部位及びその周辺を基材へ向けて圧縮しているので、溶着部位及びその周辺と基材との密着面積が増す。
【0014】
上記目的を達成するために、請求項4に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、繊維密度を高める工程は、溶着部位の周辺を基材へ向けて圧縮することにより溶着部位を間接的に圧縮すると共に、溶着部位を基材の側から直接的に圧縮することを趣旨とする。
【0015】
上記発明の構成によれば、請求項2に記載の発明の作用に加え、溶着部位及びその周辺を基材へ向けて圧縮しているので、溶着部位及びその周辺と基材との密着面積が増す。加えて、溶着部位が基材の側から直接的に圧縮されるので、溶着部位と基材との密着度が増す。
【0016】
上記目的を達成するために、請求項5に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、繊維密度を高める工程は、木目込み方式により溶着部位及びその周辺を基材の凹部に押し込み、その凹部内で溶着部位及びその周辺を圧縮することを趣旨とする。
【0017】
上記発明の構成によれば、請求項2に記載の作用に加え、溶着部位及びその周辺を基材の凹部で圧縮しているので、溶着部位及びその周辺と基材との密着面積が増す。
【0018】
【0019】
【0020】
【発明の実施の形態】
[第1の実施の形態]
以下、本発明のレーザ溶着方法をキャニスタの製造に採用して具体化した第1の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【0021】
図1に、本実施の形態のキャニスタ1を断面図に示す。このキャニスタ1は、略筒状をなすケース2と、ケース2を覆うカバー3とを備える。ケース2には、第1フィルタ4、チャコール5、第2フィルタ6、プレート7及びスプリング8が内蔵される。
【0022】
ケース2は、本発明の基材に相当し、レーザ光非透過性の樹脂材料により構成される。この実施の形態では、レーザ光非透過性の樹脂材料として、例えば「PA66(66ナイロン:商標名)」が使用される。「PA66」の融点は「265℃」である。ケース2は、上開口部2aと、内段部2bと、下開口部2cと、下開口部2cの周囲に配置された複数の雌ねじ穴2dとを含む。上開口部2aの全周には、フランジ2eが形成される。
【0023】
カバー3は、ケース2の上開口部2aを覆い、その全周がフランジ2eに対してレーザ溶着される溶着部位B1となっている。カバー3は、その中央に上方へ突設される管継手3aを含む。カバー3は、レーザ光透過性の樹脂材料により構成される。この実施の形態では、レーザ光透過性樹脂材料として、例えば「PA66」が使用される。
【0024】
第1フィルタ4は、本発明のフィルタに相当し、レーザ光透過性の繊維材料により構成される。この実施の形態では、レーザ光透過性繊維材料として、例えば「ポリエステル」と「レーヨン」の繊維が混合されて使用され、それらが絡み合って不織布をなしている。「ポリエステル」の線径は「10〜15μm」であり、融点は「270℃」であり、含有率は「54%」である。「レーヨン」の線径は「10〜40μm」であり、融点は「180℃」であり、含有率は「46%」である。第1フィルタ4の周辺部は、ケース2の内段部2bに対してレーザ溶着される溶着部位B2となっている。図2に、上記したケース2と第1フィルタ4の材料特性を比較して表に示す。
【0025】
チャコール5は、キャニスタ1として、ガソリンの蒸発燃料を吸着するためのものであり、この実施の形態では、その材料として、例えば「BAX1100」が使用される。チャコール5は、第1フィルタ4の上に所定の厚みの層をなして載せられる。
【0026】
第2フィルタ6は、第1フィルタ4よりも肉厚な不織布により構成され、この実施の形態では、繊維材料として、例えば「ウレタンフォーム」が使用される。第2フィルタ6は、チャコール5の上に載置される。
【0027】
プレート7は、第2フィルタ6の上に載せられ、この実施の形態では、その材料として、例えば「パンチングメタル」が使用される。スプリング8は、カバー3とプレート7との間に介在され、その付勢力により、プレート7をチャコール5に押し付けている。スプリング8の材料として、例えば「SWPA]が使用される。
【0028】
上記構成を有するキャニスタ1を製造するには、先ず、第1フィルタ4をケース2の内段部2bにレーザ溶着することによりケース2に固定する。
次に、第1フィルタ4の上にチャコール5を層状に載せ、更に、チャコール5の上に第2フィルタ6を載せる。
次に、第2フィルタ6の上にプレート7を載せ、その上にスプリング8を載せてケース2をカバー3で覆う。
その後、ケース2のフランジ2eとカバー3の全周をレーザ溶着することにより、カバー3をケース2に固定する。このようにして、図1に示すキャニスタ1が製造される。
【0029】
次に、ケース2の内段部2bへの第1フィルタ4のレーザ溶着方法について説明する。
【0030】
図3に、このレーザ溶着方法に使用されるレーザ溶着装置11の概略構成を示す。この装置11は、作業台12と、その両脇に設置されたロボット13及び圧縮装置14とを備える。
【0031】
作業台12には、ケース2がワークとして載せられる。ロボット13は、多節リンク式のアーム15を含み、アーム15の先端には、レーザ光LBを発射するための光学系のレーザ光発射装置16が取り付けられる。この発射装置16には、光ファイバ17を通じてエネルギー発生装置からエネルギーが供給される。この発射装置16には、例えば、ダイオードレーザ(半導体レーザ)が使用され、500Wの赤外線エネルギーが供給される。レーザ光LBのスポット径は、例えば「3〜4mm」程度に設定される。
【0032】
圧縮装置14は、第1フィルタ4をケース2の内段部2bに押さえ付けるためのものであり、油圧式又はエア式のシリンダ18と、そのシリンダロッド18aの先端に取り付けられた治具19とを含む。シリンダロッド18aが伸縮することにより、治具19が作業台12に近付いたり、離れたりする。図5に示すように、治具19は、第1フィルタ4の溶着部位B2の周辺を加圧すると共に、その溶着部位B2にレーザ光を照射するためのスリット19aを有する。このスリット19aは、上記スポット径より小さい寸法、例えば「2mm」程度に設定される。
【0033】
ケース2の内段部2bに対する第1フィルタ4のレーザ溶着は、上記のレーザ溶着装置11を使って次のように行われる。
【0034】
先ず、第1の工程では、図4に示すように、作業台12の上にワークであるケース2を載せて固定する。
【0035】
次に、第2の工程では、図5に示すように、ケース2の内段部2bの上に第1フィルタ4を載せる。このとき、圧縮装置14の治具19をケース2の上方位置に配置する。
【0036】
次に、第3の工程では、図6に示すように、圧縮装置14の治具19を第1フィルタ4の上に降ろし、第1フィルタ4の溶着部位B2の周辺を加圧して内段部2bに押し付けることにより、溶着部位B2及びその周辺を圧縮して第1フィルタ4の繊維密度を高める。即ち、溶着部位B2より広めに第1フィルタ4の繊維密度を高めている。この実施の形態では、第1フィルタ4の素材の厚さが「3mm」であるとして、治具19で加圧することにより、「0.5mm」の厚さまで圧縮している。
【0037】
次に、第4の工程では、図6に示すように、第1フィルタ4の溶着部位B2に発射装置16からレーザ光LBを照射する。このとき、第3の工程による第1フィルタ4の加圧をそのまま継続する。この実施の形態では、ロボット13のアーム15を自在に操ることで、第1フィルタ4の全周に沿ってレーザ光LBを照射することができる。尚、図6では、発射装置16が治具19に近付けて表されるが、これは便宜的なものであって、実際には、比較的離れた位置に配置されることになる。集光レンズの選択により任意の位置に配置可能になる。
【0038】
ここで、図7に示すように、第3の工程では、第1フィルタ4は、溶着部位B2より広い範囲で加圧され、その繊維密度が高められている。詳しくは、溶着部位B2の周辺を内段部2bへ向けて治具19により圧縮することにより、溶着部位B2を間接的に圧縮している。これにより、第1フィルタ4の溶着部位B2とその周辺が圧縮され、図8に示すように、第1フィルタ4の溶着部位B2の繊維密度が高められる。
【0039】
そして、図6,7に示すように、治具19のスリット19aを通り、第1フィルタ4を透過するレーザ光LBにより、ケース2の内段部2bの表面部分を加熱溶融させ、その溶融湯を第1フィルタ4の溶着部位B2の繊維間隙に浸入させてその溶着部位B2を内段部2bに溶着する。
【0040】
以上説明したレーザ溶着方法によれば、ケース2の内段部2bの上に第1フィルタ4が載せられた後、そのフィルタ4の溶着部位B2の繊維密度が高められるので、溶着部位B2の熱伝導が向上してフィルタ4の放熱性が高められると共に、溶着部位B2と溶融湯との接触面積が増すことになる。このため、第1フィルタ4の溶着部位B2の内段部2bに対する溶着強度を高めることができる。又、第1フィルタ4の溶着部位B2の繊維密度が高められることで、その溶着部位B2の繊維群の熱伝導が向上し、溶着部位B2の放熱性が高められる。このため、内段部2bの溶融熱による繊維の焦げやフィルタ4の穴明きを防止することができる。更に、第1フィルタ4それ自体がレーザ光透過性の繊維材料より構成され、レーザ光LBを透過させるので、レーザ光透過時に繊維自体が加熱されることがなく、レーザ光LBによるフィルタ4の焦げや穴明きをも防ぐことができる。つまり、溶着強度の向上と、焦げや穴明き等の欠損防止とを図りながら第1フィルタ4をケース2の内段部2bに好適に溶着させることができるのである。
【0041】
上記のような作用・効果は、第1フィルタ4の溶着部位B2を治具19により加圧して圧縮していることで得られるものである。例えば、対比例として、図9に示すように、比較的広めのスリット29aを有する治具29を使用して、フィルタ24をケース22に押さえ付けた場合、その溶着部位B2の周辺は圧縮されず、図10に示すように、溶着部位B2の繊維密度は高められず、溶着部位B2の繊維は粗の状態のままとなる。このような状態でレーザ光LBを照射した場合には、溶着部位B2の熱伝導の悪さから、溶着部位B2に焦げや穴明きが生じることになる。又、この場合には、ケース22の溶融湯と繊維との接触面積も少ないことから、フィルタ24とケース22の溶着強度はあまり大きくならない。本実施の形態のレーザ溶着方法によれば、上記不具合を回避することができる。
【0042】
この実施の形態では、第1フィルタ4の繊維密度が、溶着部位B2より広めの範囲で高められるので、溶着部位B2以外の繊維密度の低い部位への熱影響が低減される。このため、溶着部位B2以外の部位で焦げや穴明きが生じることを確実に防止することができる。
【0043】
この実施の形態では、第1フィルタ4の溶着部位B2及びその周辺をケース2の内段部2bへ向けて加圧し圧縮しているので、溶着部位B2及びその周辺と内段部2bとの密着面積が増す。このため、第1フィルタ4と内段部2bとの密着強度を一層増大させることができる。
【0044】
ここで、フィルタの溶着方法と密着強度との関係を図11に示す。図11の横軸は、溶着方法の違いを、縦軸は、密着強度と相関のある剥離強度を示す。横軸には、図9(対比例)及び図7(本実施の形態)に示すレーザ溶着の場合と、超音波溶着の場合とが示される。
【0045】
剥離強度の測定は次のように行われた。即ち、上記3種類の溶着方法によりフィルタを溶着したケースのサンプルをそれぞれ準備し、各サンプルにつき、図12に示すように、フィルタを反対側からピストンで押圧する。ここで、ケースの内径を「38mm」として、ピストンの外径を「36mm」とした。ピストンの押込み速度を「5mm/min」とした。
【0046】
図11に示すように、剥離強度は、図9のレーザ溶着では「20g/cm」程度となり、図7のレーザ溶着では「100g/cm」程度となり、超音波溶着では「1200g/cm」程度となった。超音波溶着では、フィルタの厚み全体にケースの溶融樹脂が浸透することから、剥離強度はフィルタの強度とほぼ等しい高い値を示した。これに対して、レーザ溶着では、溶融樹脂とフィルタとの接触部分の近傍(100μm程度)にのみ溶融樹脂が浸透するため、超音波溶着に比べて剥離強度は小さくなる。しかしながら、図7に示す本実施の形態のレーザ溶着の場合では、実用に耐えうる充分な剥離強度(溶着強度)を得ることができた。
【0047】
更に、この実施の形態では、レーザ溶着方法を採用していることから、溶着部位B2にレーザ光LBを照射する工程の前後で、発射装置16を溶着部位B2に近付けたり離したりする必要がない。即ち、従来例の超音波溶着方法では、溶着の過程で発振器をフィルタに近付けたり離したりする必要があったが、本実施の形態のレーザ溶着方法では、そのような必要性がなく、その分だけ溶着完了までの所要時間を短縮することができる。
【0048】
次に、ケース2とカバー3とのレーザ溶着について説明する。この実施の形態では、ケース2がレーザ光非透過性の樹脂材料により構成され、カバー3がレーザ光透過性の樹脂材料により構成されることから、ケース2と第1フィルタ4との溶着と同様に、両者2,3の溶着にレーザ溶着を採用することができる。
【0049】
即ち、図13に示すように、ケース2のフランジ2eにカバー3を載せた状態で、そのカバー3の全周に沿ってレーザ光LBを照射する。そして、カバー3を透過するレーザ光LBによりフランジ2eの表面の一部を溶融させ、その溶融湯をカバー3に接触させてカバー3の溶着部位B1をケース2のフランジ2eに溶着するのである。
【0050】
この実施の形態では、ロボット13のアーム15を自在に操ることで、カバー3の全周に沿ってレーザ光LBを照射することができる。又、この実施の形態では、ケース2と第1フィルタ4との溶着に引き続き、ケース2とカバー3との溶着についてもレーザ溶着が採用される。このため、キャニスタ1の製造に当たって、全溶着にレーザ溶着が採用されることとなり、異なる種類の溶着方法を採用する場合に比べ、製造のための設備や工程の簡略化と、所要時間の短縮化を図ることができる。
【0051】
この実施の形態では、上記レーザ溶着方法をキャニスタ1の製造に採用し、上記方法で溶着されたケース2と第1フィルタ4をキャニスタ1が備えることから、上記レーザ溶着方法による作用・効果がキャニスタ1で得られるようになる。このため、第1フィルタ4がケース2に強固に溶着された状態を長期間保つことができ、その意味でキャニスタ1の耐久性を向上させることができる。又、レーザ溶着の所要時間を短縮できることから、キャニスタ1の製造に要する時間の短縮をも図ることができる。
【0052】
[第2の実施の形態]
次に、本発明のレーザ溶着方法をキャニスタに具体化した第2の実施の形態を図面に従い説明する。
【0053】
尚、本実施の形態を含む以下の各実施の形態で、前記第1の実施の形態と同じ構成要素については同一の符号を付して説明を省略するものとし、以下には異なる点を中心に説明する。
【0054】
この実施の形態では、図14に示すように、ケース2と第1フィルタ4とのレーザ溶着において、第1フィルタ4の溶着部位B2に対応するケース2の内段部2bの表面に凸部2fを設けた点で、第1の実施の形態と構成が異なる。即ち、この実施の形態のレーザ溶着方法では、第1フィルタ4の繊維密度を高める工程で、溶着部位B2の周辺をケース2の内段部2bへ向けて治具19により加圧して圧縮することにより、その溶着部位B2を間接的に圧縮すると共に、その溶着部位B2を内段部2bの凸部2fによりケース2の側から直接的に加圧して圧縮するようにしている。
【0055】
従って、この実施の形態のレーザ溶着方法によれば、溶着部位B2及びその周辺を内段部2bへ向けて加圧して圧縮しているので、溶着部位B2及びその周辺と内段部2bとの密着面積が増す。加えて、溶着部位B2がケース2の側から直接的に圧縮されるので、溶着部位B2と内段部2bとの密着度が増す。このため、第1の実施の形態のレーザ溶着方法に比べ、第1フィルタ4と内段部2bとの密着強度をより増大させることができる。このことは、逆に、第1の実施の形態のレーザ溶着方法と同等の密着強度を得るために、発射装置16に投入すべきエネルギーをおよそ1/5にすることができ、エネルギー消費量を低減することができる。この他の作用・効果は、前記第1の実施の形態のそれと同等である。
【0056】
[第3の実施の形態]
次に、本発明のレーザ溶着方法をキャニスタに具体化した第3の実施の形態を図面に従い説明する。
【0057】
この実施の形態では、図15に示すように、ケース2と第1フィルタ4とのレーザ溶着において、第1フィルタ4の溶着部位B2に対応するケース2の内段部2bの隅に凹部2gを設け、その凹部2gに第1フィルタ4の周縁を押し込む点で、第1及び第2の実施の形態と構成が異なる。即ち、この実施の形態のレーザ溶着方法では、第1フィルタ4の繊維密度を高める工程で、木目込み方式により溶着部位B2及びその周辺をケース2の内段部2bの凹部2gに押し込み、その凹部2g内で溶着部位B2及びその周辺を圧縮するようにしている。
【0058】
従って、この実施の形態では、溶着部位B2及びその周辺を内段部2bの凹部2gで圧縮しているので、上記した治具19等を使うことなく溶着部位B2及びその周辺と内段部2bとの密着面積が増すことになる。このことにより、第1の実施の形態のように、治具19等で押し付ける場合と同様の効果を得ることができる。
【0059】
この実施の形態では、ケース2を作業台12に載せた後に木目込み方式を実施することになるが、予め木目込み方式で第1フィルタ4の周縁を内段部2bの凹部2gに押し込んでおいてもよい。
【0060】
尚、この発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で以下のように実施することもできる。
【0061】
(1)前記第1及び第2の実施の形態では、治具19の一部に第1フィルタ4の溶着部位B2に対応してスリット19aを設け、レーザ光LBを通過させるようにした。これに対し、治具それ自体をレーザ光透過性材料により構成すると共に、上記スリットを省略して、フィルタの溶着部位も治具で直接的に押圧するようにしてもよい。この場合、溶着部位の密着強度を一層高めることができる。
【0062】
(2)前記第1及び第2の実施の形態において、治具19を熱伝導性の良い材料で構成することにより、治具19が第1フィルタ4の放熱を助けるように構成してもよい。この場合、第1フィルタ4の冷却効果が高まるので、熱影響による焦げや穴明きをより確実に抑えることができる。
【0063】
(3)前記第1及び第2の実施の形態では、レーザ光照射工程の前工程として、第1フィルタ4の溶着部位B2の繊維密度を高める工程を設けた。これに対し、フィルタの溶着部位を他の部位に比べて予め繊維密度の高いものとして形成しておき、そのフィルタをケースの内段部に載せて治具で軽く押さえるだけのレーザ光照射工程の前工程としてもよい。ここで、フィルタの溶着部位のみを圧縮して固め、他の部位に比べて繊維密度の高いものとしてもよい。或いは、フィルタの厚みは全体に同じとし、その溶着部位のみを他の部位に比べて予め繊維密度の高いものとしてもよい。これらの場合も、第1及び第2の実施の形態と同等の作用・効果を得ることができる。
【0064】
(4)前記各実施の形態では、キャニスタ1の製造に際し、本発明のレーザ溶着方法をケース2と第1のフィルタ4との溶着に採用したが、キャニスタの場合のみに限られず、樹脂材料からなる基材に繊維材料からなるフィルタをレーザ光により溶着する場合であれば、各種機器の製造に採用することができる。
【0065】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明の構成によれば、レーザ光非透過性の樹脂材料からなる基材の上にレーザ光透過性の繊維材料からなるフィルタを載せ、そのフィルタの溶着部位の繊維密度を高め、その溶着部位にレーザ光を照射することにより、フィルタを透過するレーザ光により基材の一部を溶融させ、その溶融湯をフィルタの繊維間隙に浸入させて溶着部位を基材に溶着している。このため、溶着強度の向上と、焦げや穴明き等の欠損防止とを図りながらフィルタを基材に好適に溶着させることができる。
【0066】
請求項2に記載の発明の構成によれば、請求項1に記載の発明において、繊維密度を高める工程で、溶着部位より広めにフィルタの繊維密度を高めるようにしている。従って、溶着部位以外の繊維密度の低い部位への熱影響が低減され、これにより、溶着部位以外の部位での焦げや穴明きを確実に防止することができる。
【0067】
請求項3に記載の発明の構成によれば、請求項2に記載の発明において、繊維密度を高める工程で、溶着部位の周辺を基材へ向けて圧縮することにより溶着部位を間接的に圧縮するようにしている。従って、溶着部位より広めにフィルタの繊維密度が高められ、溶着部位以外の繊維密度の低い部位への熱影響が低減され、これにより、溶着部位以外の部位での焦げや穴明きを確実に防ぐことができる。
【0068】
請求項4に記載の発明の構成によれば、請求項2に記載の発明において、繊維密度を高める工程で、溶着部位の周辺を基材へ向けて圧縮することにより溶着部位を間接的に圧縮すると共に、溶着部位を基材の側から直接的に圧縮するようにしている。このため、請求項2に記載の発明の効果に比べ、フィルタと基材との密着強度をより増大させることができる。
【0069】
請求項5に記載の発明の構成によれば、請求項2に記載の発明において、繊維密度を高める工程で、木目込み方式により溶着部位及びその周辺を基材の凹部に押し込み、その凹部内で溶着部位及びその周辺を圧縮するようにしている。このため、専用の圧縮器具を使うことなく請求項2に記載の発明と同等の効果を得ることができる。
【0070】
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1の実施の形態に係り、キャニスタを示す断面図である。
【図2】 ケースと第1フィルタの材料特性を比較して示す表である。
【図3】 レーザ溶着方法に使用されるレーザ溶着装置を示す概略構成図である。
【図4】 レーザ溶着方法の工程を説明する断面図である。
【図5】 レーザ溶着方法の工程を説明する断面図である。
【図6】 レーザ溶着方法の工程を説明する断面図である。
【図7】 レーザ溶着方法の工程を説明する拡大断面図である。
【図8】 第1フィルタの溶着部位を示す拡大断面図である。
【図9】 対比例に係り、レーザ溶着方法の工程を説明する拡大断面図である。
【図10】 対比例に係り、フィルタの溶着部位を示す拡大断面図である。
【図11】 フィルタの溶着方法と密着強度との関係を示すグラフである。
【図12】 剥離強度の測定方法を説明する図である。
【図13】 ケースとカバーのレーザ溶着方法を説明する拡大断面図である。
【図14】 第2の実施の形態に係り、レーザ溶着方法の工程を説明する拡大断面図である。
【図15】 第3の実施の形態に係り、レーザ溶着方法の工程を説明する拡大断面図である。
【符号の説明】
1 キャニスタ
2 ケース(基材)
2f 凸部
2g 凹部
2b 内段部
4 第1フィルタ
11 レーザ溶着装置
16 レーザ発射装置
19 治具
19a スリット
B2 溶着部位
LB レーザ光
Claims (5)
- 樹脂材料からなる基材に繊維材料からなるフィルタをレーザ光により溶着するレーザ溶着方法であって、
レーザ光非透過性の樹脂材料からなる基材の上にレーザ光透過性の繊維材料からなるフィルタを載せる工程と、
前記フィルタの溶着部位の繊維密度を高める工程と、
前記溶着部位に前記レーザ光を照射する工程と
を備え、前記フィルタを透過するレーザ光により前記基材の一部を溶融させ、その溶融湯を前記フィルタの繊維間隙に浸入させて前記溶着部位を前記基材に溶着することを特徴とするレーザ溶着方法。 - 前記繊維密度を高める工程で、前記溶着部位より広めに前記フィルタの繊維密度を高めることを特徴とする請求項1に記載のレーザ溶着方法。
- 前記繊維密度を高める工程は、前記溶着部位の周辺を前記基材へ向けて圧縮することにより前記溶着部位を間接的に圧縮することを特徴とする請求項2に記載のレーザ溶着方法。
- 前記繊維密度を高める工程は、前記溶着部位の周辺を前記基材へ向けて圧縮することにより前記溶着部位を間接的に圧縮すると共に、前記溶着部位を前記基材の側から直接的に圧縮することを特徴とする請求項2に記載のレーザ溶着方法。
- 前記繊維密度を高める工程は、木目込み方式により前記溶着部位及びその周辺を前記基材の凹部に押し込み、その凹部内で前記溶着部位及びその周辺を圧縮することを特徴とする請求項2に記載のレーザ溶着方法。
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