JP4026007B2

JP4026007B2 - レーザ光透過部材の製造方法、樹脂成形装置並びに複合樹脂製品の製造方法

Info

Publication number: JP4026007B2
Application number: JP2003180203A
Authority: JP
Inventors: 毅荒井; 保典河本; 英樹奥田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-06-24
Filing date: 2003-06-24
Publication date: 2007-12-26
Anticipated expiration: 2023-06-24
Also published as: US20040261940A1; CN1572474A; DE102004030247A1; US7850889B2; CN100339206C; JP2005014319A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光透過部材の製造方法、並びに複合樹脂製品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、レーザ光透過部材とレーザ光吸収部材とを樹脂成形し、それら二部材をレーザ溶着して複合樹脂製品を製造する方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
レーザ光透過部材がレーザ光吸収部材の孔を塞ぐキャップ等である場合、例えば図１９（Ａ）や図２０（Ａ）に示す方法が用いられている。それらの方法では、レーザ光透過部材１において環状の仮想曲線Ｌに沿う溶着対象部分１ａに向かってレーザ光を照射し、溶着対象部分１ａを透過したレーザ光をレーザ光吸収部材２に吸収させる。レーザ光吸収部材２においてレーザ光を吸収した部分は溶融し、その溶融樹脂の熱によりレーザ光透過部材１の部分１ａが溶融するため、それら二部材１，２を溶着することができる。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−７１３８４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、図１９（Ａ）のレーザ溶着に供されるレーザ光透過部材１を樹脂成形するための金型４を図１９（Ｂ）に示す。この金型４のキャビティ６において、溶着対象部分１ａを成形する部分（溶着対象成形部分）６ａと充填末端壁６ｂとの間の経路距離Ｘ₁は一定である。一方、金型４において、溶着対象成形部分６ａの各箇所とその箇所に最も近いゲート５との間の経路距離Ｘ₂は一定でない。そのため、溶着対象成形部分６ａにおいて樹脂充填が完了するまでの時間は当該部分６ａの各箇所で相違する。結晶性のレーザ光透過部材１を成形する場合、距離Ｘ₂が短くなるほど即ち溶着対象成形部分６ａがゲート５に近くなるほど、成形される溶着対象部分１ａでは結晶化度が高くなり、それに応じてレーザ光透過率が低くなる。その結果、金型４を用いて成形した結晶性レーザ光透過部材１をレーザ光吸収部材２に溶着する場合、次の問題が生じる。例えば、ゲート５に近い部分６ａで成形された溶着対象部分１ａに合わせてレーザ光の照射エネルギーを定めると、ゲート５から離れた部分６ａで成形された溶着対象部分１ａの透過レーザ光はレーザ光吸収部材２に過大なエネルギーを付与する。付与エネルギーが過大になることで、レーザ光吸収部材２の形成樹脂がガス化して溶着界面にボイドが発生し、溶着強度が低下する。また、付与エネルギーが過大になることで、レーザ光吸収部材２が過溶融してばりが発生し、複合樹脂製品の外観性が悪化する。一方、ゲート５から離れた部分６ａで成形された溶着対象部分１ａに合わせて照射エネルギーを定めると、ゲート５に近い部分６ａで成形された溶着対象部分１ａの透過レーザ光はレーザ光吸収部材２に十分なエネルギーを付与できない。付与エネルギーが不足することで、レーザ光吸収部材２の溶融量が不足し、溶着強度が低下する。
【０００５】
次に、図２０（Ａ）のレーザ溶着に供されるレーザ光透過部材１を樹脂成形するための金型７を図２０（Ｂ）に示す。この金型７では、キャビティ９において溶着対象部分１ａを成形する部分（溶着対象成形部分）９ａの各箇所とその箇所に最も近いゲート８との間の経路距離Ｙ₁が概ね一定とされている。しかし、金型７のキャビティ９においては、溶着対象成形部分９ａと充填末端壁９ｂとの間の経路距離Ｙ₂が一定でない。そのため、溶着対象成形部分９ａにおいて樹脂充填が完了するまでの時間は当該部分９ａの各箇所で相違する。結晶性のレーザ光透過部材１を成形する場合、距離Ｙ₂が長くなるほど即ち充填末端壁９ｂが溶着対象成形部分９ａから離れるほど、成形される溶着対象部分１ａでは結晶化度が高くなり、それに応じてレーザ光透過率が低くなる。その結果、金型７で成形した結晶性のレーザ光透過部材１をレーザ光吸収部材２に溶着する場合にも、金型４で成形した結晶性のレーザ光透過部材１の場合と同様に溶着不良が生じる。
【０００６】
上記問題に鑑み、本発明の目的は、レーザ溶着時における溶着不良を防止可能にするレーザ光透過部材の製造方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、溶着不良を防止する複合樹脂製品の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、ゲート部、レーザ光透過部材の溶着対象部分を少なくとも成形する第三キャビティ部又はキャビティ部、並びにゲート部から第三キャビティ部又はキャビティ部に向かう樹脂流れを絞る絞り部を有する金型を準備する。この金型において、第三キャビティ部又はキャビティ部の充填末端壁は仮想曲線の第一の平行曲線に沿って形成される。これにより第三キャビティ部又はキャビティ部では、仮想曲線に沿った溶着対象部分の成形部分と充填末端壁との間の経路距離をほぼ一定にすることができる。また、この金型において絞り部は第三キャビティ部又はキャビティ部に接続され、その接続境界は仮想曲線の第二の平行曲線に沿って形成される。これにより第三キャビティ部又はキャビティ部では、仮想曲線に沿った溶着対象部分の成形部分と接続境界との間の経路距離をほぼ一定にすることができる。
【０００８】
そして請求項１に記載の発明は、上記金型のゲート部に樹脂を注入し、その注入樹脂からなる結晶性のレーザ光透過部材又はブランクを金型によって成形する。ゲート部と絞り部との間の経路距離が一定でない場合、絞り部の各箇所では、ゲート部に注入された樹脂が到達するまでの時間に違いが生じる。しかし、絞り部においてゲート部から最も離れた箇所（最離間箇所）よりもゲート部に近い箇所に到達した樹脂は、絞りによって高抵抗を受ける第三キャビティ部側又はキャビティ部側への流動よりも、最離間箇所に向かう小抵抗の流動を優先させられる。これにより、接続境界に位置する絞り部を第二キャビティ部側から第三キャビティ部側に越える樹脂量又はゲート部側からキャビティ部側に越える樹脂量は、最離間箇所に樹脂が到達したときに急増するようになる。
【０００９】
接続境界を一挙に樹脂が越えると共に、接続境界及び充填末端壁の各々と溶着対象部分の成形部分（溶着対象成形部分）との間の経路距離がほぼ一定となる本発明では、充填末端壁の各箇所での樹脂到達時の差、さらには溶着対象成形部分の各箇所での樹脂充填完了時の差が短縮される。したがって、ゲート部と溶着対象成形部分との間の経路距離に拘わらず、結晶化度ひいてはレーザ光透過率が均一化された溶着対象部分を成形できる。かかる溶着対象部分がレーザ光吸収部材にレーザ溶着されるときには、溶着対象部分の各箇所を透過したレーザ光がレーザ光吸収部材に付与するエネルギーに大きな差が生じないので、溶着不良が防止される。
尚、本発明において「曲線」とは、直線を含む広義の曲線を意味する。また、本発明において「ゲート部」は一つであっても、複数であってもよい。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の方法により製造されたレーザ光透過部材である。このレーザ光透過部材の溶着対象部分がレーザ光吸収部材にレーザ溶着されるときには、溶着対象部分の各箇所を透過したレーザ光がレーザ光吸収部材に付与するエネルギーに大きな差が生じないので、溶着不良が防止される。
【００１２】
請求項３に記載の発明によると、請求項１に記載の方法により製造されたレーザ光透過部材の溶着対象部分をレーザ光吸収部材にレーザ溶着する。そのため、溶着対象部分の各箇所を透過したレーザ光がレーザ光吸収部材に付与するエネルギーに大きな差が生じない。これにより溶着不良を防止して、溶着強度及び外観性に優れた複合樹脂製品を製造できる。尚、レーザ光透過部材を製造する段階とレーザ光吸収部材を製造する段階とについては、一方の段階を他方の段階の後に実施するようにしてもよいし、互いに同時期に実施するようにしてもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第一実施形態）
本発明の第一実施形態により製造される複合樹脂製品としての電磁弁を図２，３に示す。電磁弁１０は、ハウジング２０に埋設されたコイルへの通電により、ハウジング２０の内孔２１に収容された弁部材を往復駆動する。弁部材の往復移動に応じて電磁弁１０は、ハウジング２０及びキャップ３０の各内孔２１，３１で形成される流体通路を開閉して、流体の流れを制御する。
【００１４】
まず、電磁弁１０の構成を説明する。
ハウジング２０において、内孔２１の開口端は段付孔状の嵌合孔部２２を構成している。嵌合孔部２２の段差壁２４は環状に形成され、平坦な壁面を有している。キャップ３０は、内孔３１を形成する筒状の本体部３２と、本体部３２の一端に設けられた環状フランジ形の嵌合板部３４を有している。嵌合板部３４は、一定厚さＴ₁の内周部３６と、内周部３６より薄い一定厚さＴ₂の外周部３７とから構成されている。各部３６，３７においてキャップ３０の端面となる側の板面は互いに面一に繋がり、本体部３２の中心軸線に垂直な平坦面とされている。嵌合板部３４の外周部３７は嵌合孔部２２に嵌合し、仮想曲線Ｌ₁に沿う部分３７ａを段差壁２４に溶着されている。本実施形態の仮想曲線Ｌ₁は、外周部３７の最外周壁３７ｂが沿う輪郭曲線Ｌ₀の平行曲線に一致しており、周方向において曲率が変化する環状とされている。
【００１５】
次に、電磁弁１０の製造方法を図４に示すフローチャートに従って説明する。ステップＳ１では、レーザ光透過性及び結晶性を有するキャップ３０を製造する。本実施形態では、図１に示す樹脂成形装置１００を用いた樹脂成形によりキャップ３０を製造する。このときキャップ３０については、後述の照射レーザ光に対する吸収性が低くなるように、好適にはレーザ光透過率が２５％以上となるように熱可塑性樹脂を用いて成形する。使用する熱可塑性樹脂としては、例えばポリアミド、ポリプロピレン、ポリブチレンテレフタレート等の樹脂、あるいはそれらの樹脂に透明化剤、使用レーザ光に対する吸収性が十分に低いその他の各種添加物を配合したものを選択できる。以上、キャップ３０が特許請求の範囲に記載の「結晶性のレーザ光透過部材」に相当し、ステップＳ１が特許請求の範囲に記載の「レーザ光透過部材を製造する段階」に相当する。
【００１６】
ステップＳ２では、レーザ光吸収性を有すると共にコイルがインサートされるハウジング２０を樹脂成形により製造する。このときハウジング２０については、照射レーザ光に対する吸収性がキャップ３０より高くなるように、好適にはレーザ光透過率が５％以下となるように熱可塑性樹脂を用いて成形する。使用する熱可塑性樹脂としては、例えばポリアミド、ポリプロピレン、ポリブチレンテレフタレート等の樹脂、あるいはそれらの樹脂にカーボンブラック等の着色剤、その他の各種添加物を配合したものを選択できる。以上、ハウジング２０が特許請求の範囲に記載の「レーザ光吸収部材」に相当し、ステップＳ２が特許請求の範囲に記載の「レーザ光吸収部材を製造する段階」に相当する。
【００１７】
ステップＳ３では、弁部材を収容させたハウジング２０の嵌合孔部２２にキャップ３０の嵌合板部３４を嵌合した後、嵌合板部３４の溶着対象部分３７ａを嵌合孔部２２の段差壁２４にレーザ溶着する。このとき、図５に示すように仮想曲線Ｌ₁に沿った溶着対象部分３７ａの周方向全域にほぼ同時にレーザ光を照射することで、当該部分３７ａを透過したレーザ光を段差壁２４に吸収させる。レーザ光を吸収した段差壁２４は溶融し、その溶融樹脂の熱により溶着対象部分３７ａが溶融する。溶着対象部分３７ａ及び段差壁２４から溶け出した樹脂は混合され、冷却により固化する。その結果、図３（Ｂ）に示すように混合樹脂の固化物４０を介してキャップ３０とハウジング２０とが互いに固着する。
【００１８】
尚、ステップＳ３においてレーザ光を発生させるレーザとしては、ガラスレーザ、ルビーレーザ、ＹＡＧレーザ、チタンサファイアレーザ等の固体レーザ、Ｈｅ−Ｎｅレーザ、ＣＯ₂レーザ、希ガスイオンレーザ、エキシマレーザ等の気体レーザ、半導体レーザ等を選択することができ、レーザ光の照射エネルギーが所望値となるように出力を調整して使用される。上述したように溶着対象部分３７ａの周方向全域にほぼ同時にレーザ光を照射するには、例えばレーザから発せられたレーザ光をプリズムで分光し照射方向をミラーで整える等の方法を採用できる。以上、ステップＳ３が特許請求の範囲に記載の「レーザ溶着する段階」に相当する。
【００１９】
次に、上記ステップＳ１で用いる樹脂成形装置１００について説明する。
図１に示すように樹脂成形装置１００は、金型１１０、金型１１０に溶融樹脂を射出する射出機１４０、並びに金型１１０の型開閉を行う型開閉機構（図示しない）を備えている。
【００２０】
金型１１０は複数の型板１１１，１１２から構成され、それら型板１１１，１１２の型合わせにより複数のゲート部１２０、第一キャビティ部１３０、第二キャビディ部１３２及び第三キャビティ部１３４を形成する。以下の金型１１０の構成説明では、金型１１０が型合わせされているものとして説明を進める。
【００２１】
複数のゲート部１２０は仮想円Ｏ上に等間隔に並んでいる。各ゲート部１２０の内部空間には、射出機１４０から射出された溶融樹脂がランナ１２２を通じて注入される。
第一キャビティ部１３０は、本体部３２を象った壁面によって、仮想円Ｏと同軸の筒状空間１３１を形成している。第一キャビティ部１３０の一端は複数のゲート部１２０に、他端は第二キャビティ部１３２にそれぞれ接続されている。第二及び第三キャビティ部１３２，１３４に樹脂が充填されていないとき第一キャビティ部１３０は、ゲート部１２０から空間１３１に流入した樹脂を第二キャビティ部１３２側に流通させる。第二及び第三キャビティ部１３２，１３４に樹脂が充填された後に第一キャビティ部１３０は、ゲート部１２０からの流入樹脂を充填されて、図６に示すように本体部３２を成形する。
【００２２】
第二キャビティ部１３２は、嵌合板部３４の内周部３６を象った壁面により断面環状の空間１３３を形成している。第二キャビティ部１３２の最内周端は第一キャビティ部１３０に、最外周端は第三キャビティ部１３４にそれぞれ接続されている。第三キャビティ部１３４に樹脂が充填されていないとき第二キャビティ部１３２は、第一キャビティ部１３０から空間１３３に流入した樹脂を第三キャビティ部１３４側に流通させる。第三キャビティ部１３４に樹脂が充填された後に第二キャビティ部１３２は、第一キャビティ部１３０からの流入樹脂を充填されて、図６に示すように内周部３６を成形する。
【００２３】
第三キャビティ部１３４は、嵌合板部３４の外周部３７を象った壁面により断面環状の空間１３５を形成している。第三キャビティ部１３４の最内周端は第二キャビティ部１３２に接続されている。第三キャビティ部１３４は、第二キャビティ部１３２から空間１３５に流入した樹脂を充填されて、溶着対象部分３７ａを含む外周部３７を図６に示すように成形する。本実施形態では、図６に示す如く第三キャビティ部１３４の最外周壁１３４ｂが外周部３７の最外周壁３７ｂを成形するように金型１１０が構成されている。以上、第三キャビティ部１３４が特許請求の範囲に記載の「キャビティ部」に相当する。
【００２４】
図１，７，８に示すように、第三キャビティ部１３４において溶着対象部分３７ａを成形する部分（溶着対象成形部分）１３４ａに、その成形により得られた溶着対象部分３７ａが沿うこととなる仮想曲線Ｌ₁を設定する。かかる設定の下、第三キャビティ部１３４の最外周壁１３４ｂは、第三キャビティ部１３４における樹脂流動方向の仮想曲線Ｌ₁より下流側に形成され、仮想曲線Ｌ₁の平行曲線Ｌ₂に沿っている。そのため、図７に示すように溶着対象成形部分１３４ａと最外周壁１３４ｂとの間の経路距離Ｄ₁がほぼ一定となっており、また図６に示すように第三キャビティ部１３４の最外周壁１３４ｂにより成形される最外周壁３７ｂの輪郭曲線Ｌ₀が平行曲線Ｌ₂と一致する。最外周壁１３４ｂは第三キャビティ部１３４の充填末端に位置して樹脂流動を遮るものであり、特許請求の範囲に記載の「充填末端壁」に相当する。
【００２５】
また上記仮想曲線Ｌ₁の設定の下、第二キャビティ部１３２の最外周壁１３２ｂは、第三キャビティ部１３４における樹脂流動方向の仮想曲線Ｌ₁より上流側となる位置に形成され、仮想曲線Ｌ₁の平行曲線Ｌ₃に沿っている。そのため、図７に示すように最外周壁１３２ｂと溶着対象成形部分１３４ａとの間の経路距離Ｄ₂がほぼ一定となっている。第二キャビティ部１３２の最外周端をなす最外周壁１３２ｂと第三キャビティ部１３４との接続境界Ｂ₁は、第二キャビティ部１３２の空間１３３と第三キャビティ部１３４の空間１３５との境界と重なっている。断面環状の空間１３３，１３５について径方向軸線を法線とする断面の断面積を考えたとき、接続境界Ｂ₁近傍では、最外周壁１３２ｂの存在によって空間１３３の断面積より空間１３５の断面積が小さくされている。そのため、空間１３３内の溶融樹脂が接続境界Ｂ₁を空間１３５側に越えるとき、その樹脂流れの断面積が最外周壁１３２ｂによって絞られる。即ち最外周壁１３２ｂが特許請求の範囲に記載の「絞り部」に相当し、接続境界Ｂ₁が特許請求の範囲に記載の「接続境界」に相当する。
【００２６】
溶着対象成形部分１３４ａの各箇所とその箇所に最も近いゲート部１２０との間の経路距離Ｄ₃が例えば図７，８に示す如く部分１３４ａの周方向で変化するように、各ゲート部１２０は配置されている。そのため、溶着対象成形部分１３４ａと最外周壁１３２ｂとの間の経路距離Ｄ₂がほぼ一定とされる本実施形態では、最外周壁１３２ｂの各箇所とその箇所に最も近いゲート部１２０との間の経路距離Ｄ₄が例えば図７，８に示す如く壁１３２ｂの周方向で変化している。
【００２７】
次に、樹脂成形装置１００によりキャップ３０を樹脂成形する上記ステップ１の詳細を、図９に示すフローチャートに従って説明する。
ステップＳ１１では、型開閉機構の型閉作動により金型１１０の型板１１１，１１２を図１に示すように型合わせする。型合わせにより、ゲート部１２０及びキャビティ部１３０，１３２，１３４が形成される。以上、ステップＳ１１が特許請求の範囲に記載の「金型を準備する段階」に相当する。
【００２８】
ステップＳ１２では、型開閉機構により金型１１０に型締め力を付与しつつ、射出機１４０から金型１１０に溶融樹脂を射出する。射出された樹脂はゲート部１２０の内部空間に注入され、まず、第一キャビティ部１３０の空間１３１を通過して第二キャビティ部１３２の空間１３３に流入する。最外周壁１３２ｂの各箇所と最近ゲート部１２０との間の経路距離Ｄ₄が一定でないため、最外周壁１３２ｂの各箇所では、ゲート部１２０に注入された樹脂が到達するまでの時間に差が生じる。しかし、経路距離Ｄ₄が最長となる箇所α（図８参照）よりも距離Ｄ₄の短い箇所に到達した樹脂は、最外周壁１３２ｂで絞られた空間１３５側へ高抵抗を受けながら向かう流動よりも、空間１３３内を最長箇所α側へ向かう低抵抗の流動を優先させられる。これにより、接続境界Ｂ₁を空間１３３側から空間１３５側に越える樹脂量は、最長箇所αに樹脂が到達したときに急増するようになる。このようにして接続境界Ｂ₁を一挙に越えた樹脂は、最外周壁１３２ｂ及び１３４ｂと溶着対象成形部分１３４ａとの間の経路距離Ｄ₂，Ｄ₁がほぼ一定であることにより最外周壁１３４ｂの周方向の各箇所にほぼ時間差なく到達し、さらに溶着対象成形部分１３４ａの周方向の各箇所にほぼ時間差なく充填完了する。第三キャビティ部１３４の全部分に樹脂が充填された後には、第二キャビティ部１３２、第一キャビティ部１３０に順次樹脂が充填される。各キャビティ部１３０，１３２，１３４における充填樹脂は冷却固化され、図６に示すようにキャップ３０の各部３２，３６，３７となる。以上、ステップＳ１２が特許請求の範囲に記載の「レーザ光透過部材を金型により成形する段階」に相当する。
【００２９】
このように樹脂充填がほぼ時間差なく完了する溶着対象成形部分１３４ａの各箇所は、最近ゲート部１２０との間の経路距離Ｄ₃に依ることなく、結晶化度ひいてはレーザ光透過率を均一にした溶着対象部分３７ａを成形できる。そのため、上記ステップＳ３のレーザ溶着時に溶着対象部分３７ａの任意の箇所に合わせて照射エネルギーを定めても、溶着対象部分３７ａの各箇所を透過したレーザ光が段差壁２４に付与するエネルギーに差が生じない。したがって、ボイドやばりが発生せず、溶着強度及び外観性が確保される。
【００３０】
（第二実施形態）
本発明の第二実施形態による製造される複合樹脂製品としての電磁弁を図１０に示す。
第二実施形態の電磁弁５０においてキャップ３０の嵌合板部３４は、一定厚さＴ₁の内周部３６と、板厚が径方向において段階的に変化する外周部３７とから構成されている。外周部３７は、内周部３６より薄い一定厚さＴ₂₁の薄肉部６０と、薄肉部６０より厚い一定厚さＴ₂₂の厚肉部６１とを径方向外側に向かって順に有している。本実施形態では、内周部３６の厚さＴ₁と厚肉部６１の厚さＴ₂₂とが一致している。嵌合板部３４は外周部３７の厚肉部６１において嵌合孔部２２に嵌合し、その厚肉部６１において仮想曲線Ｌ₁に沿う部分３７ａを段差壁２４に溶着されている。
【００３１】
第二実施形態による電磁弁５０の製造方法は、図１１に示す金型２１０を備えた樹脂成形装置１００によりキャップ３０を製造する点で、第一実施形態による電磁弁１０の製造方法と相違している。
以下、金型２１０について、当該金型２１０が型合わせされているものとして説明する。
【００３２】
金型２１０は、第三キャビティ部１３４の構成の点で第一実施形態の金型１１０と相違している。具体的に第三キャビティ部１３４は、外周部３７の薄肉部６０を象った壁面により断面環状の空間２２１を形成している。第三キャビティ部１３４はさらに、外周部３７の厚肉部６１を象った壁面により断面環状の空間２２３を空間２２１の外周側即ち反第二キャビティ部側に形成している。空間２２３が樹脂で充填されていないとき第三キャビティ部１３４は、第二キャビティ部１３２から空間２２１に流入した樹脂を空間２２３側に流通させて空間２２３に充填する。空間２２３が樹脂で充填された後に第三キャビティ部１３４は、第二キャビティ部１３２からの流入樹脂を空間２２１に充填する。第三キャビティ部１３４は、空間２２３，２２１に順次充填された樹脂により厚肉部６１及び薄肉部６０をそれぞれ成形する。即ち第三キャビティ部１３４は、溶着対象部分３７ａを含む外周部３７を成形する。
【００３３】
図１１，１２に示すように、金型２１０において第三キャビティ部１３４の溶着対象成形部分１３４ａに仮想曲線Ｌ₁を設定する。この設定の下、空間２２１と空間２２３との境界Ｂ₂は、第三キャビティ部１３４における樹脂流動方向の仮想曲線Ｌ₁より上流側且つ平行曲線Ｌ₃より下流側に位置し、仮想曲線Ｌ₁の平行曲線Ｌ₄に沿っている。そのため図１２に示すように、接続境界Ｂ₁と境界Ｂ₂との間の経路距離Ｄ₅及び境界Ｂ₂と溶着対象成形部分１３４ａとの間の経路距離Ｄ₆がそれぞれほぼ一定となっており、Ｄ₅，Ｄ₆の和に等しい経路距離Ｄ₂もほぼ一定となっている。尚、上記仮想曲線Ｌ₁の設定の下、第三キャビティ部１３４の空間２２３に臨む最外周壁１３４ｂは、第一実施形態と同様に仮想曲線Ｌ₁より下流側の平行曲線Ｌ₂に沿っており、溶着対象成形部分１３４ａとの間にほぼ一定の距離Ｄ₁をあけている。また、溶着対象成形部分１３４ａの各箇所と最近ゲート部１２０との間の経路距離Ｄ₃は、例えば図１２に示す如く部分１３４ａの周方向で変化し、最外周壁１３２ｂの各箇所と最近のゲート部１２０との間の経路距離Ｄ₄は、例えば図１２に示す如く壁１３２ｂの周方向で変化している。以上、本実施形態においても、第三キャビティ部１３４が特許請求の範囲に記載の「キャビティ部」に相当し、最外周壁１３４ｂが特許請求の範囲に記載の「充填末端壁」に相当する。
【００３４】
このような金型２１０を備えた樹脂成形装置１００によりキャップ３０を樹脂成形する方法について説明する。まず、第一実施形態のステップＳ１１に準じるステップで金型２１０の型板１１１，１１２を図１１に示すように型合わせした後、第一実施形態のステップＳ１２に準ずるステップで金型２１０に溶融樹脂を射出する。すると、第一実施形態と同様の原理により接続境界Ｂ₁を第三キャビティ部１３４側に一挙に越えた樹脂が、空間２２１から境界Ｂ₂を越えて空間２２３に流入する。断面環状の空間２２１，２２３について径方向軸線を法線とする断面の断面積を考えたとき、空間２２３の断面積は薄肉部６０及び厚肉部６１の肉厚差（Ｔ₂₂−Ｔ₂₁）に応じて空間２２１の断面積より大きくされている。そのため、樹脂が境界Ｂ₂を越えるときには、その樹脂流れの断面積が拡大される。しかし、接続境界Ｂ₁及び溶着対象成形部分１３４ａと境界Ｂ₂との間の経路距離Ｄ₅，Ｄ₆がほぼ一定であるため、境界Ｂ₂近傍での樹脂流れの断面積拡大によっては、溶着対象成形部分１３４ａの各箇所における樹脂充填完了時に差が殆ど生じない。したがって、溶着対象成形部分１３４ａで成形された溶着対象部分３７ａの任意箇所に合わせてレーザ光の照射エネルギーを定めてもボイドやばりが発生せず、溶着強度及び外観性が確保される。
【００３５】
（第三実施形態）
本発明の第三実施形態による製造される複合樹脂製品としての電磁弁を図１３に示す。
第三実施形態の電磁弁７０のキャップ３０において、段差壁２４に溶着される部分３７ａが沿う仮想曲線Ｌ₁は真円形の環状曲線である。したがって、周方向において曲率が変化する最外周壁３７ｂの輪郭曲線Ｌ₀は、仮想曲線Ｌ₁の任意の平行曲線と一致していない。
【００３６】
第三実施形態による電磁弁７０の製造方法は、キャップ３０の製造方法の点で第一実施形態と相違している。即ち第三実施形態では、図１４に示すようにブランク８０を樹脂成形した後、図１５に示すようにブランク８０の余剰部分８２を除去してキャップ３０を得る。尚、ブランク８０は、キャップ３０の嵌合板部３４の外周側に余剰部分８２を付加した形状を有している。これにより、余剰部分８２の最外周壁８２ｂの輪郭曲線Ｌ₅を溶着対象部分３７ａが沿う仮想曲線Ｌ₁の一平行曲線に一致させている。
【００３７】
ブランク８０の樹脂成形には、図１６，１７の金型３１０を備えた樹脂成形装置１００を用いる。以下、金型３１０について、当該金型３１０が型合わせされているものとして説明する。
金型３１０は、第三キャビティ部１３４の構成の点で第一実施形態の金型１１０と相違している。具体的に金型３１０は、第三キャビティ部１３４が外周部３７及び余剰部分８２を成形するように、特に第三キャビティ部１３４の最外周壁１３４ｂが余剰部分８２の最外周壁８２ｂを成形するように構成されている。したがって、第三キャビティ部１３４の溶着対象成形部分１３４ａに仮想曲線Ｌ₁を設定した場合、図１７に示すように、最外周壁１３４ｂで成形される最外周壁８２ｂの輪郭曲線Ｌ₅が仮想曲線Ｌ₁の平行曲線Ｌ₂と一致する。尚、上記仮想曲線Ｌ₁の設定の下、最外周壁１３４ｂは第一実施形態と同様に仮想曲線Ｌ₁より下流側の平行曲線Ｌ₂に沿っており、溶着対象成形部分１３４ａとの間にほぼ一定の距離Ｄ₁をあけている。また、溶着対象成形部分１３４ａの各箇所と最近のゲート部１２０との間の経路距離Ｄ₃は、例えば図１６に示す如く部分１３４ａの周方向で変化し、最外周壁１３２ｂの各箇所と最近のゲート部１２０との間の経路距離Ｄ₄は、例えば図１７に示す如く壁１３２ｂの周方向で変化している。以上、本実施形態においても、第三キャビティ部１３４が特許請求の範囲に記載の「キャビティ部」に相当し、最外周壁１３４ｂが特許請求の範囲に記載の「充填末端壁」に相当する。
【００３８】
このような金型３１０を備えた樹脂成形装置１００によりブランク８０を樹脂成形し、その後キャップ３０を形成する方法について、図１８に示すフローチャートに従って詳細に説明する。
ステップＳ１１’では、第一実施形態のステップＳ１１に準じて金型３１０の型板１１１，１１２を図１６に示すように型合わせする。このステップＳ１１’が特許請求の範囲に記載の「金型を準備する段階」に相当する。
【００３９】
ステップＳ１２’では、第一実施形態のステップＳ１２に準じて金型３１０に溶融樹脂を射出する。その結果、最外周壁１３２ｂにおいて同一のゲート部１２０が最近となる各領域では、経路距離Ｄ₄が最長となる箇所β（図１６（Ｂ）参照）よりも距離Ｄ₄の短い箇所に到達した樹脂が、第一実施形態と同様の原理により最長箇所βに向かう流動を優先させられる。したがって、接続境界Ｂ₁を第三キャビティ部１３４側に一挙に越えた樹脂は、余剰部分８２の最外周壁８２ｂを成形する最外周壁１３４ｂの各箇所にほぼ時間差なく到達し、溶着対象成形部分１３４ａの各箇所にほぼ時間差なく充填完了する。第三キャビティ部１３４の全部分に樹脂が充填された後、第二及び第一キャビティ部１３２，１３０に順次樹脂が充填され、各キャビティ部１３０，１３２，１３４内の充填樹脂が冷却固化される。これにより、キャップ３０の外周部３７に余剰部分８２が付加されたブランク８０が図１７に示すように成形される。
【００４０】
尚、ステップＳ１２’の樹脂成形では、第一実施形態で説明した熱可塑性樹脂を用いることで、レーザ光透過性及び結晶性のブランク８０を成形する。以上、ステップＳ１２’が特許請求の範囲に記載の「ブランクを金型により成形する段階」に相当する。
【００４１】
ステップＳ１３’では、ブランク８０に付加された余剰部分８２を切削加工、せん断加工等により除去することで、レーザ光透過性及び結晶性のキャップ３０を形成する。このとき図１５に示す如く、形成するキャップ３０の輪郭曲線Ｌ₀に一致するように切断曲線Ｌ₆をブランク８０に設定しその切断曲線Ｌ₆に沿ってブランク８０を切断することで、キャップ３０と余剰部分８２とを互いに分離する。尚、ステップＳ１３’では、余剰部分８２の除去後、キャップ３０の輪郭曲線Ｌ₀に沿う最外周壁３７ｂに対して研磨加工等の仕上げ加工を施してもよい。以上、ステップＳ１３’が特許請求の範囲に記載の「レーザ光透過部材を形成する段階」に相当する。
【００４２】
このように第三実施形態によれば、キャップ３０の輪郭曲線Ｌ₀が仮想曲線Ｌ₁の任意の平行曲線と一致しない場合でも、溶着対象成形部分１３４ａの各箇所にほぼ時間差なく充填された樹脂からなる溶着対象部分３７ａを成形できる。かかる溶着対象部分３７ａは結晶化度及びレーザ光透過率について周方向で均一化されるので、レーザ溶着時に溶着対象部分３７ａの任意箇所に合わせて照射エネルギーを定めてもボイドやばりが発生せず、溶着強度及び外観性が確保される。
【００４３】
以上、本発明の複数の実施形態について説明した。
尚、上記複数の実施形態では、キャップ３０の溶着対象部分３７ａが沿う仮想曲線Ｌ₁は環状曲線即ち閉曲線であったが、仮想曲線Ｌ₁は直線や波線等の開曲線であってもよい。同様に、仮想曲線Ｌ₁に応じて金型１１０，２１０，３１０に設定される平行曲線Ｌ₂，Ｌ₃，Ｌ₄についても、閉曲線又は開曲線を適宜採用することができる。
【００４４】
また上記複数の実施形態では、キャップ３０又はブランク８０の樹脂成形に用いる金型１１０，２１０，３１０においてゲート部１２０を複数形成するようにした。これに対し、金型１１０，２１０，３１０において第一キャビティ部１３０に接続されるゲート部１２０一つだけ形成するようにしても、上記複数の実施形態と同様の効果が得られる。
【００４５】
さらに上記複数の実施形態では、キャップ３０において仮想曲線Ｌ₁に沿った溶着対象部分３７ａの周方向全域にほぼ同時にレーザ光を照射した。これに対し、溶着対象部分３７ａにおけるレーザ光の照射箇所を仮想曲線Ｌ₁に沿って順次移動させることで、溶着対象部分３７ａの周方向全域にレーザ光を照射するようにしてもよい。
【００４６】
またさらに上記複数の実施形態では、キャップ３０を製造した後、ハウジング２０を製造した。これに対し、ハウジング２０を製造した後、キャップ３０を製造するようにしてもよいし、キャップ３０とハウジング２０とを同時期に製造するようにしてもよい。
【００４７】
さらにまた上記複数の実施形態では、キャップ３０がハウジング２０に溶着されてなる電磁弁１０，５０，７０の製造に本発明を適用した例について説明したが、本発明は、レーザ光透過部材がレーザ光吸収部材にレーザ溶着されてなる各種の複合樹脂製品の製造に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一実施形態による電磁弁の製造に用いる樹脂成形装置を示す断面図（Ａ）及び（Ａ）のI−I線断面図（Ｂ）である。
【図２】第一実施形態による電磁弁を示す斜視図である。
【図３】第一実施形態による電磁弁を示す断面図（Ａ）及び（Ａ）のIII−III線断面図（Ｂ）である。
【図４】第一実施形態による電磁弁の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】第一実施形態による電磁弁の製造においてレーザ溶着する方法を示す斜視図である。
【図６】第一実施形態による電磁弁の製造においてキャップを樹脂成形する方法を示す図であって、図１（Ａ）に対応する断面図である。
【図７】第一実施形態による電磁弁の製造に用いる樹脂成形装置を拡大して示す図であって、図１（Ａ）に対応する断面図である。
【図８】第一実施形態による電磁弁の製造に用いる樹脂成形装置を拡大して示す図であって、図１（Ｂ）に対応する断面図である。
【図９】第一実施形態による電磁弁の製造においてキャップを製造する方法を説明するためのフローチャートである。
【図１０】第二実施形態による電磁弁を示す断面図（Ａ）及び（Ａ）のX−X線断面図（Ｂ）である。
【図１１】第二実施形態による電磁弁の製造に用いる樹脂成形装置を示す断面図（Ａ）及び（Ａ）のXI−XI線断面図（Ｂ）である。
【図１２】第二実施形態による電磁弁の製造に用いる樹脂成形装置を拡大して示す図であって、図１１（Ａ）に対応する断面図である。
【図１３】第三実施形態による電磁弁を示す断面図（Ａ）及び（Ａ）のXIII−XIII線断面図（Ｂ）である。
【図１４】第三実施形態による電磁弁の製造において成形されるブランクを示す平面図（Ａ）及び（Ａ）のXIV−XIV線断面図（Ｂ）である。
【図１５】第三実施形態による電磁弁の製造において互いに分離させたキャップと余剰部分とを示す平面図である。
【図１６】第三実施形態による電磁弁の製造に用いる樹脂成形装置を示す断面図（Ａ）及び（Ａ）のXVI−XVI線断面図（Ｂ）である。
【図１７】第三実施形態による電磁弁の製造においてブランクを樹脂成形する方法を示す図であって、図１６（Ａ）に対応する断面図である。
【図１８】第三実施形態による電磁弁の製造においてキャップを製造する方法を説明するためのフローチャートである。
【図１９】従来の複合樹脂製品の製造方法を示す図であって、レーザ溶着する方法を示す斜視図（Ａ）及び（Ａ）のレーザ光透過部材の樹脂成形に用いる金型を示す断面図（Ｂ）である。
【図２０】従来の複合樹脂製品の別の製造方法を示す図であって、レーザ溶着する方法を示す斜視図（Ａ）及び（Ａ）のレーザ光透過部材の樹脂成形に用いる金型を示す断面図（Ｂ）である。
【符号の説明】
１０，５０，７０電磁弁
２０ハウジング（レーザ光吸収部材）
３０キャップ（レーザ光透過部材）
３２本体部
３４嵌合板部
３６内周部
３７外周部
３７ａ溶着対象部分
３７ｂ最外周壁
８０ブランク
８２余剰部分
８２ｂ最外周壁
１００樹脂成形装置
１１０，２１０，３１０金型
１２０ゲート部
１３０第一キャビティ部
１３２第二キャビティ部
１３２ｂ最外周壁（絞り部）
１３４第三キャビティ部（キャビティ部）
１３４ａ溶着対象成形部分
１３４ｂ最外周壁（充填末端壁）
１４０射出機
Ｂ₁ 接続境界
Ｌ₁ 仮想曲線
Ｌ₂ 平行曲線（第一の平行曲線）
Ｌ₃ 平行曲線（第二の平行曲線）
Ｌ₅ 輪郭曲線
Ｌ₆ 切断曲線

Claims

仮想曲線に沿う溶着対象部分がレーザ光吸収部材にレーザ溶着されることで複合樹脂製品の一部となるレーザ光透過部材を製造する方法であって、
ゲート部、
前記ゲート部に接続される第一キャビティ部、
前記第一キャビティ部に接続される第二キャビティ部、
前記第二キャビティ部に接続され、前記仮想曲線が設定されその仮想曲線に沿う前記溶着対象部分を少なくとも成形する第三キャビティ部であって充填末端壁が前記仮想曲線の第一の平行曲線に沿って形成される第三キャビティ部、
並びに前記第二キャビティ部から前記第三キャビティ部に向かう樹脂流れを絞る絞り部であって、前記第二キャビティ部と前記第三キャビティ部との接続境界に位置するとともに前記仮想曲線の第二の平行曲線に沿って形成される絞り部、
を有する金型であり、
かつ、前記ゲート部、前記第一キャビティ部、前記第二キャビティ部、前記絞り部、前記第三キャビティ部および前記充填末端壁が樹脂流れの上流側から順に配置されるとともに、前記ゲート部から注入された樹脂の前記絞り部までの経路距離が前記絞り部の箇所によって異なるように前記第一キャビティ部および前記第二キャビティ部を形成し、前記レーザ光透過部材のうちレーザ溶着対象部分から前記充填末端壁までの間がレーザ照射方向に対して肉厚均一となるように前記第三キャビティ部を形成した金型を準備する段階と、
前記ゲート部に樹脂を注入し、その注入樹脂からなる結晶性の前記レーザ光透過部材を前記金型により成形する段階と、
を含むことを特徴とするレーザ光透過部材の製造方法。
請求項１に記載の方法により製造されたことを特徴とするレーザ光透過部材。
請求項１に記載の方法によりレーザ光透過部材を製造する段階と、
レーザ光吸収部材を製造する段階と、
前記レーザ光透過部材の溶着対象部分を前記レーザ光吸収部材にレーザ溶着する段階と、
を含むことを特徴とする複合樹脂製品の製造方法。