JP4003666B2 - 樹脂部品とそのレーザ溶着方法 - Google Patents

樹脂部品とそのレーザ溶着方法 Download PDF

Info

Publication number
JP4003666B2
JP4003666B2 JP2003052333A JP2003052333A JP4003666B2 JP 4003666 B2 JP4003666 B2 JP 4003666B2 JP 2003052333 A JP2003052333 A JP 2003052333A JP 2003052333 A JP2003052333 A JP 2003052333A JP 4003666 B2 JP4003666 B2 JP 4003666B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resin
width direction
resin member
welding
joint flange
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2003052333A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2004261986A (ja
Inventor
祐治 阪上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2003052333A priority Critical patent/JP4003666B2/ja
Publication of JP2004261986A publication Critical patent/JP2004261986A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4003666B2 publication Critical patent/JP4003666B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/50—General aspects of joining tubular articles; General aspects of joining long products, i.e. bars or profiled elements; General aspects of joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; General aspects of joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/51—Joining tubular articles, profiled elements or bars; Joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; Joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/54—Joining several hollow-preforms, e.g. half-shells, to form hollow articles, e.g. for making balls, containers; Joining several hollow-preforms, e.g. half-cylinders, to form tubular articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/16—Laser beams
    • B29C65/1629—Laser beams characterised by the way of heating the interface
    • B29C65/1635—Laser beams characterised by the way of heating the interface at least passing through one of the parts to be joined, i.e. laser transmission welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/16—Laser beams
    • B29C65/1629—Laser beams characterised by the way of heating the interface
    • B29C65/1654—Laser beams characterised by the way of heating the interface scanning at least one of the parts to be joined
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/16—Laser beams
    • B29C65/1677—Laser beams making use of an absorber or impact modifier
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/10—Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/11—Joint cross-sections comprising a single joint-segment, i.e. one of the parts to be joined comprising a single joint-segment in the joint cross-section
    • B29C66/116—Single bevelled joints, i.e. one of the parts to be joined being bevelled in the joint area
    • B29C66/1162—Single bevel to bevel joints, e.g. mitre joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/10—Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/13—Single flanged joints; Fin-type joints; Single hem joints; Edge joints; Interpenetrating fingered joints; Other specific particular designs of joint cross-sections not provided for in groups B29C66/11 - B29C66/12
    • B29C66/131—Single flanged joints, i.e. one of the parts to be joined being rigid and flanged in the joint area
    • B29C66/1312—Single flange to flange joints, the parts to be joined being rigid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/20—Particular design of joint configurations particular design of the joint lines, e.g. of the weld lines
    • B29C66/24—Particular design of joint configurations particular design of the joint lines, e.g. of the weld lines said joint lines being closed or non-straight
    • B29C66/244—Particular design of joint configurations particular design of the joint lines, e.g. of the weld lines said joint lines being closed or non-straight said joint lines being non-straight, e.g. forming non-closed contours
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/50—General aspects of joining tubular articles; General aspects of joining long products, i.e. bars or profiled elements; General aspects of joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; General aspects of joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/65—General aspects of joining tubular articles; General aspects of joining long products, i.e. bars or profiled elements; General aspects of joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; General aspects of joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles with a relative motion between the article and the welding tool
    • B29C66/652—General aspects of joining tubular articles; General aspects of joining long products, i.e. bars or profiled elements; General aspects of joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; General aspects of joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles with a relative motion between the article and the welding tool moving the welding tool around the fixed article
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/83—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof characterised by the movement of the joining or pressing tools
    • B29C66/836—Moving relative to and tangentially to the parts to be joined, e.g. transversely to the displacement of the parts to be joined, e.g. using a X-Y table
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/90—Measuring or controlling the joining process
    • B29C66/93—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the speed
    • B29C66/934—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the speed by controlling or regulating the speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/73—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/739—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/7392—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic
    • B29C66/73921—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic characterised by the materials of both parts being thermoplastics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/748—Machines or parts thereof not otherwise provided for
    • B29L2031/749—Motors
    • B29L2031/7492—Intake manifold

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、合成樹脂材料をもって形成された樹脂部品とそのレーザ溶着（レーザ溶接）方法に関し、特に一方の樹脂部材と他方の樹脂部材とをレーザ光照射による溶着をもって接合してなる樹脂部品とそのレーザ溶着方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の樹脂部品のレーザ溶着技術として特許文献１に記載のものが知られている。この特許文献１に記載の技術では、レーザ光を透過する樹脂部材とレーザ光を吸収する樹脂部材とを重ね合わせた上でレーザ光を透過する樹脂部材側からレーザ光を照射して、レーザ光を吸収する樹脂部材の一部を溶融せしめるとともに、その溶融熱をもってレーザ光を透過する樹脂部材を溶融させることで双方の樹脂部材同士を溶着接合することを基本としている。
【０００３】
ところで、上記レーザ溶着に代表されるような樹脂部品の溶着接合に際しては、それぞれの樹脂部材の周縁部に溶着代となるべき接合フランジ部を予め形成しておき、これらの接合フランジ部同士を突き合わせるように重ね合わせた上で、レーザ光を照射することになるレーザヘッドを例えばＮＣ制御等にて接合フランジ部に沿って移動させることで連続的に溶着を行うことになる。
【０００４】
【特許文献１】
特公昭６２−４９８５０号公報 （第２頁および第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一方の樹脂部材の接合フランジ部にレーザ光をスポット状に照射した上でこれを接合フランジ部の長手方向に沿って移動させる場合、樹脂部材の外周に設定した接合フランジ部が円形であったり、あるいはその接合フランジ部がコーナー部分で所定曲率の曲線をもって屈曲している場合には、微視的に見るとその接合フランジ部の幅方向外側部分と幅方向中央部分および幅方向内側部分ではそれぞれにレーザ光が進む速度が異なってしまうことになる。より詳しくは、本発明の実施の形態で使用している図２を借りて説明すれば、レーザ光４の光軸の移動軌跡となる幅方向中央部分（レーザ光軌跡６と一致する部分）ではそのレーザ光４の移動速度が適正であっても、幅方向外側部分Ｃ１では相対的にレーザ光４の移動速度が速く、また幅方向内側部分Ｃ２では相対的にレーザ光４の移動速度が遅くなることになる。
【０００６】
そのため、接合フランジ部の幅方向内側部分Ｃ２では速度の減少によってエネルギー投与が過剰気味となって樹脂そのものの劣化が発生するほか、接合フランジ部の幅方向外側部分Ｃ１では速度の増加によってエネルギー投与が不足気味となって溶融不足が発生し、いずれも場合にも溶着品質の低下により十分な溶着強度および溶着気密性を確保できないという不具合があった。
【０００７】
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、特に接合フランジ部の幅方向内側部分と外側部分とでレーザ光の速度差があっても、その速度差を許容しつつ溶着品質には影響しないように考慮された樹脂部品とそのレーザ溶着方法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、レーザ光を透過する一方の樹脂部材とレーザ光を吸収する他方の樹脂部材とを溶着をもって接合してなる樹脂部品にして、それぞれの樹脂部材に溶着代として予め形成した接合フランジ部同士を突き合わせた上で、一方の樹脂部材の接合フランジ部側からレーザ光を照射して樹脂部材同士を溶着することにより一体化した樹脂部品であることを前提としている。その上で、溶着代となるべき接合フランジ部が所定曲率をもって屈曲している部分では、一方の樹脂部材における接合フランジ部の幅方向外側部分の肉厚が幅方向中央部分のそれよりも小さく且つ幅方向内側部分の肉厚が幅方向中央部分のそれよりも大きく設定されていることを特徴とする。
【０００９】
この場合、請求項２に記載のように、溶着代となるべき接合フランジ部が屈曲している部分では、一方の樹脂部材における接合フランジ部の幅方向外側部分から幅方向内側部分に向かってその肉厚が連続的もしくは段階的に変化しているものとする。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の技術をレーザ溶着方法としてとらえたものであって、レーザ光を透過する一方の樹脂部材とレーザ光を吸収する他方の樹脂部材とを溶着をもって接合してなる樹脂部品にして、それぞれの樹脂部材に溶着代として予め形成した接合フランジ部同士を突き合わせた上で、一方の樹脂部材の接合フランジ部側からレーザ光を照射して接合フランジ部の長手方向に相対移動させることにより樹脂部材同士を溶着して樹脂部品とするレーザ溶着方法であることを前提としている。その上で、溶着代となるべき接合フランジ部が所定曲率をもって屈曲している部分では、一方の樹脂部材における接合フランジ部の幅方向外側部分の肉厚が幅方向中央部分のそれよりも小さく且つ幅方向内側部分の肉厚が幅方向中央部分のそれよりも大きく設定されていることを特徴とする。
【００１１】
したがって、請求項１〜３に記載の発明では、レーザ光を透過する一方の樹脂部材のうち溶着代となるべき接合フランジ部が円形であったり、あるいはその接合フランジ部がコーナー部分で所定曲率の曲線をもって屈曲している場合に、接合フランジ部の幅方向外側部分では相対的に肉厚が小さいためにその透過率が上がり、レーザ光のエネルギー損失が小さくなる。逆に、接合フランジ部の幅方向内側部分では相対的に肉厚が大きいためにその透過率が下がり、レーザ光のエネルギー損失が大きくなる。
【００１２】
その一方、先に述べたように接合フランジ部のコーナー部分等を移動するレーザ光は、接合フランジ部の幅方向外側部分では相対的にその移動速度が速く、接合フランジ部に与えるレーザエネルギーが不足気味であるのに対して、幅方向内側部分では相対的にその移動速度が遅く、接合フランジ部に与えるレーザエネルギーが過剰気味となっている。
【００１３】
その結果として、上記の肉厚差によるレーザエネルギーの損失と接合フランジ部の内側と外側でのレーザ光の速度差によるレーザエネルギーの過不足が相殺されて、接合フランジ部の内側と外側とでは実際に投与されるレーザエネルギーをほぼ均一なものとすることができる。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１〜３に記載の発明によれば、レーザ光が直接照射されることになる接合フランジ部のコーナー部分等において、その幅方向外側部分と内側部分でのレーザ光の速度差の発生が余儀なくされることを前提として、接合フランジ部の幅方向外側部分と内側分とで積極的に肉厚差をもたせたため、接合フランジ部の幅方向外側部分と内側部分では実際に投与されるレーザエネルギーがほぼ均一なものとなり、溶融不足等の不具合の発生が解消されて接合フランジ部での接合強度および気密性が向上する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１〜３は本発明の好ましい実施の形態を示す図で、樹脂部品として内燃機関における樹脂製のインテークマニホールドを溶着接合する場合の例を示している。
【００１６】
同図に示すように、樹脂部品としてのインテークマニホールド１は全体として略偏平矩形状の管状体構造のものとして形成されていて、全周に接合フランジ部２ａ，３ａが形成された樹脂部材たる二つの半割部品２，３を用意し、それらの半割部品２，３の接合フランジ部２ａ，３ａ同士を突き合わせた上でその部分にレーザ光４による溶着接合を施すことで接合フランジ部２ａ，３ａを溶着代として一体化される。
【００１７】
二つの半割部品２，３のうち一方の半割部品２にはレーザ光４を吸収する特性を、他方の半割部品３にはレーザ光を透過する特性をそれぞれ具備させるべく、一方の半割部品２はレーザ光４を吸収する樹脂材料をもって、他方の半割部品３はレーザ光４を透過する樹脂材料をもってそれぞれ成形してある。例えばそれぞれの半割部品２，３を射出成形するにあたり、一方の半割部品２は樹脂材料としてＰＡ６ＧＦ強化材にレーザ光４を吸収する着色料を混ぜたものを用いて成形し、他方の半割部品３は樹脂材料として同じくＰＡ６ＧＦ強化材にレーザ光４を透過する着色料を混ぜたものを用いて成形してある。
【００１８】
レーザ光４による溶着は、レーザヘッド５により一方の半割部品３側からレーザ光４を照射したならば、そのレーザヘッド５と半割部品２，３とを接合フランジ部２ａ，３ａの幅寸法を二分する中心線すなわちレーザ光軌跡６に沿って相対移動させることで行う。例えば半割部品２，３を固定側としてレーザヘッド５をＮＣ制御等によりレーザ光軌跡６に沿って移動させることで接合フランジ部２ａ，３ａ同士の溶着を行う。すなわち、一方の半割部品３はレーザ光４を透過し、他方の半割部品２はレーザ光４を吸収するが故に、一方の半割部品３の接合フランジ部３ａを透過したレーザ光４は接合面７（接合フランジ部２ａ，３ａ同士の合わせ面）にて他方の半割部品２の接合フランジ部３ａにて吸収され、その接合フランジ部３ａの一部を溶融させる。同時に、その溶融熱を受けて他方の半割部品３の接合フランジ部３ａの一部も溶融し、これにより双方の接合フランジ部２ａ，３ａ同士が溶着接合される。
【００１９】
この場合、図２に拡大して示すように、接合フランジ部２ａ，３ａのコーナー部分Ｃでは所定直径寸法のスポット状のレーザ光４の焦点４ａが所定曲率の円弧状の軌跡を描きながら移動するが故に、その接合フランジ部２ａ，３ａの幅方向中央部分（レーザ光軌跡６と一致している部分）ではレーザ光４の移動速度が適正であっても、その接合フランジ部２ａ，３ａの幅方向外側部分Ｃ１ではレーザ光４の移動速度が大きく、逆に接合フランジ部２ａ，３ａの幅方向内側部分Ｃ２ではレーザ光４の移動速度が小さくなる。このような接合フランジ部２ａ，３ａの幅方向でのレーザ光４の速度差は先に述べたように溶着部に実際に投与されるレーザエネルギーの過不足を生じることになる。
【００２０】
そこで、本実施の形態では、図３に示すようにレーザ光４を透過する樹脂材料をもって形成された一方の半割部品３のうち接合フランジ部３ａのコーナー部分Ｃについて、幅方向外側部分Ｃ１の肉厚が中央部分の肉厚ｔ０よりも小さく且つ幅方向内側部分Ｃ２の肉厚が中央部分の肉厚ｔ０よりも大きくなるように、その接合フランジ部３ａの幅方向外側部分Ｃ１から内側部分Ｃ２に向かってその肉厚寸法がｔ１からｔ２（ｔ１＜ｔ２）なる連続的変化をもって漸次大きくなるように設定してある。より具体的には、接合フランジ部３ａのコーナー部分Ｃについてそのフランジ面３ｃが接合面７と非平行となるような傾斜面とすることで上記のような肉厚変化を具備させてある。
【００２１】
したがって、本実施の形態によれば、レーザ光４を透過する樹脂材料をもって形成された半割部品３のうち溶着代となるべき接合フランジ部３ａのコーナー部分Ｃでは、その幅方向外側部分Ｃ１が内側部分Ｃ２と比べて相対的に肉厚が小さいためにレーザ光４の透過率が上がり、レーザ光４のエネルギー損失が小さくなる。逆に、接合フランジ部３ａの幅方向内側部分Ｃ２では外側部分Ｃ１に比べ相対的に肉厚が大きいためにレーザ光４の透過率が下がり、レーザ光４のエネルギー損失が大きくなる。
【００２２】
その一方で、先に述べたように接合フランジ部３ａのコーナー部分Ｃを移動するレーザ光４は、接合フランジ部３ａの幅方向外側部分Ｃ１では相対的にその移動速度が大きく、接合面７に与えるべきレーザエネルギーが不足気味であるのに対して、接合フランジ部３ａの幅方向内側部分Ｃ２では相対的にその移動速度が小さく、接合面７に与えるべきレーザエネルギーが過剰気味となっている。
【００２３】
その結果、接合フランジ部３ａの幅方向での肉厚差によるレーザエネルギーの損失度合いと接合フランジ部３ａの内側部分Ｃ２と外側部分Ｃ１でのレーザ光の速度差によるレーザエネルギーの過不足とが相殺されて、接合フランジ部３ａの幅方向内側部分Ｃ２と外側部分Ｃ１とでは実際に投与されるレーザエネルギーをほぼ均一なものとすることができる。
【００２４】
これにより、レーザエネルギーの過不足を原因として従来発生していた樹脂の劣化や溶融不足等の不具合の発生を未然に防止して、接合面７たる溶着部での溶着強度や気密性が飛躍的に向上するようになる。
【００２５】
図４〜６は本発明の第２〜４の実施の形態を示す。
【００２６】
図４に示す第２の実施の形態では、図３比較すると明らかなように、レーザ光４を透過する樹脂材料をもって形成された一方の半割部品３のうち接合フランジ部３ａのコーナー部分Ｃについて、その接合フランジ部３ａの幅方向外側部分Ｃ１から内側部分Ｃ２に向かってその肉厚寸法がｔ１〜ｔ２なる連続的変化をもって漸次大きくなるように、その接合面７がフランジ面３ｃと非平行となるような傾斜面としてある。この場合には、もう一方の半割部品２の接合フランジ部２ａも逆勾配の肉厚変化を伴うことになる。
【００２７】
また、図５に示す第３の実施の形態では、レーザ光４を透過する樹脂材料をもって形成された一方の半割部品３のうち接合フランジ部３ａのコーナー部分Ｃについて、その接合フランジ部３ａの幅方向外側部分Ｃ１から内側部分Ｃ２に向かってその肉厚寸法がｔ１〜ｔ２なる段階的変化をもって漸次大きくなるように、そのフランジ面３ｃを階段状のものとして形成してある。
【００２８】
同様に図６に示す第４の実施の形態では、レーザ光４を透過する樹脂材料をもって形成された一方の半割部品３のうち接合フランジ部３ａのコーナー部分Ｃについて、その接合フランジ部３ａの幅方向外側部分Ｃ１から内側部分Ｃ２に向かってその肉厚寸法がｔ１〜ｔ２なる段階的変化をもって漸次大きくなるように、その接合面７を階段状のものとして形成してある。なお、この場合には、もう一方の半割部品２の接合フランジ部２ａも逆勾配の肉厚変化を伴うことになる。
【００２９】
これら第２〜４の実施の形態では、第１の実施の形態と比べた場合に、接合フランジ部３ａの幅方向外側部分Ｃ１から内側部分Ｃ２に向かってその肉厚寸法が漸次大きくなるように設定されていることに変わりはなく、したがって第１の実施の形態と同様の機能が発揮される。
【００３０】
図７は本発明の第５の実施の形態を示し、レーザ光４を透過する樹脂材料をもって形成された一方の半割部品３側からレーザ光４を照射する際に、その接合フランジ部３ａのコーナー部分Ｃでは、レーザ光４の光軸を接合フランジ部３ａの幅方向内側部分Ｃ２側に所定角度θだけ傾けて照射するようにしたものである。
【００３１】
この第５の実施の形態によれば、同図から明らかなように接合フランジ部３ａの幅方向外側部分Ｃ１では内側部分Ｃ２よりもレーザ光４の透過距離Ｌ１が小さくなり（Ｌ１＜Ｌ２）、その分だけレーザ光４のエネルギー損失が小さくなることから、その結果として第１〜４の実施の形態と全く同様の機能が発揮されることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい第１の実施の形態としてインテークマニホールドにレーザ溶着を施す際の図で、（Ａ）はその平面説明図、（Ｂ）はその側面説明図、（Ｃ）は同図（Ａ）の右側面説明図。
【図２】図１の（Ａ）のＢ部拡大図。
【図３】図１の（Ａ）のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図。
【図４】本発明の第２の実施の形態を示す図で、図３と同等部位の断面図。
【図５】本発明の第３の実施の形態を示す図で、図３と同等部位の拡大断面図。
【図６】本発明の第４の実施の形態を示す図で、図３と同等部位の拡大断面図。
【図７】本発明の第５の実施の形態を示す図で、図３と同等部位の断面図。
【符号の説明】
１…インテークマニホールド（樹脂部品）
２…半割部品（樹脂部材）
２ａ…接合フランジ部
３…半割部品（樹脂部材）
３ａ…接合フランジ部
４…レーザ光
５…レーザヘッド
７…接合面
Ｃ…コーナー部分
Ｃ１…幅方向外側部分
Ｃ２…幅方向内側部分

Claims (4)

  1. レーザ光を透過する一方の樹脂部材とレーザ光を吸収する他方の樹脂部材とを溶着をもって接合してなる樹脂部品にして、それぞれの樹脂部材に溶着代として予め形成した接合フランジ部同士を突き合わせた上で、一方の樹脂部材の接合フランジ部側からレーザ光を照射して樹脂部材同士を溶着することにより一体化した樹脂部品であって、
    溶着代となるべき接合フランジ部が所定曲率をもって屈曲している部分では、一方の樹脂部材における接合フランジ部の幅方向外側部分の肉厚が幅方向中央部分のそれよりも小さく且つ幅方向内側部分の肉厚が幅方向中央部分のそれよりも大きく設定されていることを特徴とする樹脂部品。
  2. 溶着代となるべき接合フランジ部が所定曲率をもって屈曲している部分では、一方の樹脂部材における接合フランジ部の幅方向外側部分から幅方向内側部分に向かってその肉厚が連続的もしくは段階的に変化していることを特徴とする請求項１に記載の樹脂部品。
  3. レーザ光を透過する一方の樹脂部材とレーザ光を吸収する他方の樹脂部材とを溶着をもって接合してなる樹脂部品にして、それぞれの樹脂部材に溶着代として予め形成した接合フランジ部同士を突き合わせた上で、一方の樹脂部材の接合フランジ部側からレーザ光を照射して接合フランジ部の長手方向に相対移動させることにより樹脂部材同士を溶着して樹脂部品とするにあたり、
    溶着代となるべき接合フランジ部が所定曲率をもって屈曲している部分では、一方の樹脂部材における接合フランジ部の幅方向外側部分の肉厚が幅方向中央部分のそれよりも小さく且つ幅方向内側部分の肉厚が幅方向中央部分のそれよりも大きく設定されていることを特徴とする樹脂部品のレーザ溶着方法。
  4. レーザ光を透過する一方の樹脂部材とレーザ光を吸収する他方の樹脂部材とを溶着をもって接合してなる樹脂部品にして、それぞれの樹脂部材に溶着代として予め形成した接合フランジ部同士を突き合わせた上で、一方の樹脂部材の接合フランジ部側からレーザ光を照射して接合フランジ部の長手方向に相対移動させることにより樹脂部材同士を溶着して樹脂部品とするにあたり、
    溶着代となるべき接合フランジ部が所定曲率をもって屈曲している部分を溶着する際には、レーザ光の光軸を接合フランジ部の幅方向内側に傾けた状態で溶着を行うことを特徴とする樹脂部品のレーザ溶着方法。
JP2003052333A 2003-02-28 2003-02-28 樹脂部品とそのレーザ溶着方法 Expired - Fee Related JP4003666B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003052333A JP4003666B2 (ja) 2003-02-28 2003-02-28 樹脂部品とそのレーザ溶着方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003052333A JP4003666B2 (ja) 2003-02-28 2003-02-28 樹脂部品とそのレーザ溶着方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004261986A JP2004261986A (ja) 2004-09-24
JP4003666B2 true JP4003666B2 (ja) 2007-11-07

Family

ID=33117227

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003052333A Expired - Fee Related JP4003666B2 (ja) 2003-02-28 2003-02-28 樹脂部品とそのレーザ溶着方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4003666B2 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4267378B2 (ja) 2003-06-11 2009-05-27 トヨタ自動車株式会社 樹脂部材のレーザ溶着方法及びその装置およびレーザ溶着部材
JP4592446B2 (ja) * 2005-02-28 2010-12-01 ダイキョーニシカワ株式会社 車両用流体フィルタ装置及びその製造方法
JP5128412B2 (ja) 2008-08-08 2013-01-23 株式会社日立メディアエレクトロニクス 光ピックアップ装置及び光学モジュール
US8506872B2 (en) 2009-05-29 2013-08-13 Stanley Electric Co., Ltd. Method for manufacturing resin mold assembly
JP5497466B2 (ja) * 2010-02-04 2014-05-21 スタンレー電気株式会社 樹脂成形品の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004261986A (ja) 2004-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3961737B2 (ja) 車両用灯具およびその製造方法
US8038828B2 (en) Process for laser welding resinous members, apparatus for the same and laser-welded resinous product
JP2005339873A (ja) 車輌用灯具の製造方法
WO2014119342A1 (ja) 部材接合方法、部材接合構造、および継手管
JPH0557467A (ja) 異板厚素材のレーザ溶接方法
WO2018179861A1 (ja) 接合体
JP4003666B2 (ja) 樹脂部品とそのレーザ溶着方法
JP4003698B2 (ja) 樹脂部品のレーザ溶着方法およびレーザ溶着装置
US7407338B2 (en) Taper-lock laser weld for an air induction component
JP2003145285A (ja) レーザー溶接方法
US20120155106A1 (en) Vehicular Lamp
JP2007130683A (ja) 鉄道車両の構体材溶接接合方法とそれに用いる継手構造
JP2004036735A (ja) 中空体の接合構造
US7455745B2 (en) Laser welding of a plastic manifold
JP6952632B2 (ja) レーザー重ね溶接の構造および方法
JP4089441B2 (ja) レーザーによる熱可塑性樹脂の接合方法
WO2020246504A1 (ja) レーザ溶接装置及びそれを用いたレーザ溶接方法
JP4164678B2 (ja) 複合製品の製造方法並びに製造装置
JP5000982B2 (ja) 差厚材のレーザ溶接方法
EP1496242B1 (en) Laser welded intake manifold
JP5352226B2 (ja) ダブルスキンパネルのレーザ溶接継手
JP3954505B2 (ja) 樹脂部品のレーザ溶着方法
JP4530186B2 (ja) 燃料タンクの製法
JP2019081301A (ja) 接合体及び接合体の製造方法
KR20190113862A (ko) 가스용 열 교환기를 제조하는 방법과, 상기 방법에 의해 제조된 가스용 열 교환기

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20051226

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070725

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070731

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070813

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100831

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110831

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees