JP5503083B2 - 樹脂接合体及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂接合体の製造方法に関し、詳しくは、レーザ光を吸収する熱可塑性樹脂（吸収性熱可塑性樹脂、又は光吸収性樹脂）からなる樹脂部材（以下、第１樹脂部材）と、レーザ光を透過する熱可塑性樹脂（透過性熱可塑性樹脂、又は光透過性樹脂）からなる樹脂部材（以下、第２樹脂部材）とを接触させ、この第２樹脂部材側からレーザ光を照射して、この両部材の接触界面を加熱、溶融して溶着することによって製造されてなる樹脂接合体、及びその製造する方法に関する。

第１樹脂部材が、例えば、上方が平面視、長方形で開口する直方体箱形状の熱可塑性樹脂（例えば、ナイロン）からなるケース本体であり、その開口を塞ぐように、第２樹脂部材（例えば、ナイロン）である一定厚さの矩形平板部を有するカバー（蓋）を被せて、ケース本体の開口周縁面（側壁（縦壁）の開口に沿う上端面）と、ここに当接するカバーの周縁面（周端縁寄り面）とを、その開口の周縁に沿ってレーザ溶着（以下、単に溶着とも言う）してケース本体内をシールしたい場合がある。例えば、ケースが、グロープラグやガスセンサ等の車載電装部品を対象にした制御回路基板内蔵コントローラ用のケースの場合である。このような場合には、ジグなどで、その溶着すべき両樹脂部材の接触界面に適度の面圧がかかるようにしつつ、レーザ光（例えば、半導体レーザ）ヘッドを、カバーの外側（接着面と反対側）であって、溶着予定部位の所定位置（始点）に照準をおき、レーザ光を照射させつつ、その開口に沿って周回状に移動させながらライン状にレーザ溶着することになる（特許文献１）。このようなレーザ溶着では第２樹脂部材を透過したレーザ光により、第１樹脂部材（吸収性熱可塑性樹脂）における第２樹脂部材（透過性熱可塑性樹脂）との接合界面部位を発熱、溶融し、この熱で相手方の第２樹脂部材における接合界面部位を溶融することで同部位の溶着がなされ、レーザ光ヘッドの移動に伴って周回状に溶着される。

ところで、このようなレーザ溶着により、ケース本体における開口のシールを確実に保持するためには、レーザ光ヘッドの移動の終点（レーザ照射の終点（溶着終了位置））は、同ヘッドを開口（長方形）に沿って周回させ、その始点（レーザ照射の始点（溶着開始位置））を適当な寸法（例えば、２〜３ｍｍ）越えた位置にする必要がある。というのは、その始点を終点とする場合には、両点の間に、微小とはいえ未溶着箇所が発生する危険性があるため、これを防止する必要があるからである。このため、上記したように、溶着した場合には、その始点から終点までの所定長の範囲（例えば、２〜３ｍｍ）は、２回のレーザ光による照射による溶着が重ねて行われることになり、そこは溶着のオーバラップ部位（溶着オーバラップ部位）となる。

一方、このような溶着では、レーザ光ヘッドの移動に伴って、加熱、溶融して溶着した両樹脂部材の部位は、加熱による膨張の後、冷却固化する過程で収縮（ヒケ）を起こす。他方、溶着される各樹脂部材のレーザ光の透過性（透光性）又は吸収性は、それらがいずれも一体の樹脂成形品である場合には、溶着される部位において、バラツキはあるとしても基本的には同じであるか、大きな差は無いといえる。したがって、このような溶着では、溶着部位の全体において均一な溶着による均一な接合力（固定力）やシール性を確保するため、一定のレーザ出力でレーザ光を照射しつつ、レーザ光ヘッドを一定の速度で移動（走査）する、というのが基本である。

特開２００５−２４６６９２号公報

ところで、上記したようにレーザ出力、速度等を一定に保持して溶着した場合には、溶着オーバラップ部位とならない１回のみの溶着が行われているところでは、略均一なシール性及び固定力の溶着となっているといえるが、溶着オーバラップ部位をなすところは、１回目の溶着の上に重ねて２回目の溶着がなされることから、他の１回のみの溶着が行われている部位と比べると、異なる溶着状態になっているといえる。すなわち、このような溶着オーバラップ部位（以下、単にオーバラップ部位ともいう）においては、１回のみレーザ光が照射されて溶着された部位と比べると、その再度の加熱、溶融、冷却固化過程を経ることから、それに起因して発生するガスや空気の巻き込みにより、そのオーバラップ部位の溶着面内にはボイドが発生したり、再度の冷却、収縮によるヒケが発生する。すなわち、溶着オーバラップ部位においては、他の部位と比べると、異なる溶着状態になっており、局所的に接合力（溶着強度）が低下したり、シール性が不安定になるといった問題があった。

こうした問題に対しては、溶着オーバラップ部位においてのみ、レーザ出力を低くすることや、レーザ光ヘッドの移動速度のアップを図るなど、レーザ照射側の条件を調節、制御することも考えられるが、制御が複雑化するし、製造効率も低下するなど、製造される樹脂接合体（以下、単に接合体ともいう）によっては実用上の問題が大きい。

本発明は、重ね合わされた第１樹脂部材と第２樹脂部材とを、所定部位（溶着予定部位）に沿ってライン状にレーザ溶着することで樹脂接合体を製造する方法において、レーザ溶着（レーザ光ヘッドの移動）の終点が、始点を越えており、この２点間の溶着部位が、他の部位より１回多くレーザ光の照射を受けて溶着されることによる溶着オーバラップ部位を有するものにおいて発生する上記問題を、レーザ出力やレーザ光ヘッドの移動速度等のレーザ照射側の条件を調節、制御することなく、低減できるようにした樹脂接合体の製造方法、及びその方法で製造された樹脂接合体を提供することをその目的とする。

上記の課題を解決するために請求項１に記載の発明は、レーザ光の吸収性を有する第１樹脂部材と、レーザ光の透過性を有する第２樹脂部材とを接触させ、第２樹脂部材側からレーザ光を照射してライン状に溶着することによって製造される樹脂接合体の製造方法であって、
溶着の終点が溶着の始点を越えた所定位置となるように、始点から終点に至る溶着部位が、他の溶着部位より１回多く溶着された溶着オーバラップ部位を有する樹脂接合体の製造方法において、
前記第２樹脂部材における溶着予定部位のうちの所定範囲を、この所定範囲以外よりもレーザ光の透過性が低いレーザ光低透過性部位として形成しておき、
前記溶着オーバラップ部位が、該レーザ光低透過性部位をなす前記所定範囲において存在するように、前記第１樹脂部材と前記第２樹脂部材とを溶着することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、前記溶着オーバラップ部位が、前記レーザ光低透過性部位をなす前記所定範囲の略全長にわたって存在するように、前記第１樹脂部材と前記第２樹脂部材とを溶着することを特徴とする、請求項１に記載の樹脂接合体の製造方法である。
請求項３に記載の発明は、前記第２樹脂部材は、強化繊維を含有して射出成形で形成されたものであることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の樹脂接合体の製造方法である。

請求項４に記載の発明は、前記第２樹脂部材における前記レーザ光低透過性部位をなす前記所定範囲が、この所定範囲以外よりも、レーザ光の入射面側において隆起するように厚く形成されることで、形成されていることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の樹脂接合体の製造方法である。
請求項５に記載の発明は、前記第２樹脂部材における前記レーザ光低透過性部位をなす前記所定範囲が、この所定範囲以外よりも、レーザ光の入射面が粗面化されることで形成されていることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の樹脂接合体の製造方法である。

請求項６に記載の発明は、前記第２樹脂部材は、前記第１樹脂部材に接触して位置決めされる際、外部から視認可能の位置決め用の目印を備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の樹脂接合体の製造方法である。

請求項７に記載の発明は、レーザ光の吸収性を有する第１樹脂部材と、レーザ光の透過性を有する第２樹脂部材とを接触させ、第２樹脂部材側からレーザ光を照射してライン状に溶着してなる樹脂接合体であって、
溶着の終点が溶着の始点を越えた所定位置となるように、始点から終点に至る溶着部位が、他の溶着部位より１回多く溶着された溶着オーバラップ部位を有する樹脂接合体において、
前記第２樹脂部材における溶着予定部位のうちの所定範囲が、この所定範囲以外よりもレーザ光の透過性が低いレーザ光低透過性部位として形成されており、
前記溶着オーバラップ部位が、該レーザ光低透過性部位をなす前記所定範囲において存在してなることを特徴とする。

なお、本発明において、レーザ光低透過性部位（前記所定範囲）と、他の部位との透過性の差、すなわち、レーザ光低透過性部位のレーザ光の透過性の低さは、レーザ出力、レーザ光ヘッドの移動速度、さらには溶着される樹脂部材の厚さ等の溶着条件にもよるが、基本的には、溶着回数の多い溶着オーバラップ部位において、他の部位と同様の接合力、シール性を有する溶着が得られるか、ボイドの発生や異常収縮を招かないように、樹脂接合体に応じて設定すればよい。１回で溶着するものでは、溶着オーバラップ部位が２回の溶着となるが、このような場合には、レーザ光低透過性部位（以下、低透過性部位ともいう）における透過性が、他の部位より５％以上、とくに、５〜１０％低くなるように設定するのが好ましい。

例えば、設計ラインに沿って、１回（１周）溶着することによって樹脂接合体を製造する場合、溶着オーバラップ部位は、同じ溶着予定部位に重ねて２回の溶着がされることになるが、本発明によれば、上記構成により、２回の溶着がされる溶着オーバラップ部位は、相対的にレーザ光低透過性部位において存在する。このため、その溶着オーバラップ部位における１回のレーザ光の照射による第１樹脂部材の加熱、溶融の程度を低減させることができるので、２回のレーザ光の照射を受けるとしても、従来のように、第２樹脂部材における溶着予定部位のレーザ光の透過性が同じである場合に比べると、溶着オーバラップ部位における第１樹脂部材の加熱、溶融の程度を低減させることができる。すなわち、他と同じ透過性のところで溶着オーバラップ部位が形成される場合に比べ、本発明では、レーザ光低透過性部位において溶着オーバラップ部位が形成される分、再度の加熱、溶融による溶着となるとしても、その際の加熱から冷却固化過程における収縮等に起因して発生するガスや、空気の巻き込みの程度ないし危険性を低減できる。この結果、本発明では、溶着オーバラップ部位内にボイドが発生したり、再度の収縮によりヒケが発生することを従来より低減できる分、従来よりも、局所的な接合力の低下やシール性の低下を防止できるという効果が得られる。

なお、低透過性部位は、前記所定範囲の一部（又は部分）において透過性が最低（ボトムピーク）となる部位（最低透過性部位）を有するもの、すなわち、例えば、該所定範囲の中間部位からその所定範囲の一端と他端に向って前記透過性が次第に上昇するように透過性が変化しており、その中間部位が透過性が最低となるものとしてもよい。また、低透過性部位は、他より透過性が低いが、前記所定範囲において略一定（他より相対的に一定の低さとなる低透過性）となるものとしてもよい。前者では、透過性が最低の箇所が、前記溶着オーバラップ部位に存在するように溶着するのが好ましい。また、後者のような場合には、請求項２に記載のように、前記溶着オーバラップ部位が、前記レーザ光低透過性部位をなす前記所定範囲の略全長にわたって存在するように溶着するのが、設計上は好ましいが、製造誤差を考慮すれば、前記所定範囲の端部を越えて存在していても良いし、越えていなくとも良いが、なるべく前記所定範囲の全長にわたって存在するように溶着すべきである。

請求項３に記載の発明のように、前記第２樹脂部材が、強化繊維（ガラス繊維等の補強繊維）を含有して射出成形で形成されたものである場合には、その第２樹脂部材の成形に用いられた金型のゲート（キャビティに隣接して連なる加熱された原料樹脂の注入口）の近傍に位置する部位は、局部的に、その他の部位よりも、含有されている前記強化繊維の配勾が複雑化する性状ないし製造上の傾向がある。このため、一般的には、このゲートの近傍に位置する第２樹脂部材のうちの部位は、相対的に透過性が低くなるのが普通である。したがって、前記第２樹脂部材が、強化繊維を含有して射出成形で形成されたものである場合には、その成形に用いられる金型のゲートを１箇所とし、その近傍に位置する部位に、いわば自動的に低透過性部位を形成できるので、格別の手段を講じることなく、低透過性部位を形成できる。

一方、レーザ光の透過性を低くするためには、請求項４に記載のように、厚みを厚くすることでも達成されるし、このように入射面（表面）側を隆起させることで厚くする場合には、接合面側の平坦性を阻害することもない。また、請求項５に記載のように、レーザ光の入射面を粗面化し、その粗面化により、照射されるレーザ光が直進されるのを阻害し、或いは分散させることでも透過性を低下させることができる。このような粗面化は、低透過性部位を適宜の部位に設定できるという効果がある。なお、この入射面とは、照射を受ける側の面（照射されるレーザ光源に近い方の面）を意味する。そのほか、レーザ光の透過性を低くする手段としては、入射面に透過性を阻害する染料等からなる色彩を付与しても良い。

なお、樹脂接合体の製造過程（溶着工程）では、第１樹脂部材に第２樹脂部材を載置するなど、その両部材を合体する工程が必要となるが、その際には、両者間で位置決め（位置あわせ）が必要となる。一方、これらの両樹脂部材の形状、構造次第では、第２樹脂部材における低透過性部位が何処にあるのか、その位置が、製造に係わる作業者、ハンドリング装置において判然としない場合がある。このため、請求項６に記載の発明のように、前記第２樹脂部材には、前記第１樹脂部材に接触して位置決めされる際、外部から視認可能の位置決め用の目印を付与、又は形成しておくとよい。このようにしておけば、その目印との関係で、第２樹脂部材における低透過性部位が簡易に把握できるためである。第２樹脂部材における低透過性部位の位置の確認が容易で無いものの場合のように、位置決め不良を招きくやすいものでも、簡易に正しい位置決めができる。

請求項７に記載の本発明にかかる樹脂接合体によれば、レーザ光低透過性部位において溶着オーバラップ部位が形成されているため、従来の樹脂接合体よりも、溶着オーバラッ部位内のボイドの発生や、再度の収縮によるヒケの発生も低減されたものとなっている。これにより、従来よりも、局所的な接合力やシール性の低下を防止できる樹脂接合体となすことができる。

本発明を具体化した実施形態例（第１実施形態例）において製造した樹脂接合体の破断面図、及び要部拡大図。 図１の樹脂接合体の平面図、及び要部拡大図。 図１の樹脂接合体の溶着開始から終了までの溶着の説明用の平面図。 第１実施形態例で製造した樹脂接合体における第１樹脂部材（ケース本体）から、溶着面を界面として引き剥がす形で分離した第２樹脂部材（蓋）において、レーザ光の透過性測定用の試料とするための切り取り部位を説明する平面図。 パワーメータにてレーザ光の透過性の測定を説明する模式図であって、Ａは測定状態を説明する縦断面図、Ｂはその平面図。 樹脂接合体をなす第２樹脂部材（蓋）のレーザ光低透過性部位の別例（第２実施形態例）の説明用平面図。 図６の樹脂接合体（ケース）を右側から見た立面図。

（第１実施形態例）
本発明を具体化した第１実施形態例について、図１〜図３を参照しながら詳細に説明する。ただし、本例で製造される樹脂接合体１０は、図１に示したように、レーザ光の吸収性を有する第１樹脂部材が、上方を開口する平面視、略矩形のケース本体１１（第１樹脂部材１１）であり、レーザ光の透過性を有する第２樹脂部材がその開口を塞ぐよう、平面視、略矩形をなし、平板状に形成された蓋２１（第２樹脂部材２１）とからなるものである。すなわち、本例では、この蓋２１をその外周縁寄り面（裏面）２３がケース本体（第１樹脂部材）１１の底板１３の外周縁から立ち上がる側壁１５の上端面１７に当接するようにして位置決めした後、図２に示したように、その当接面において、蓋２１の外周縁（ケース本体１１の開口）に沿って、点線１１１で示したように周回状にレーザ溶着して、その当接面間をシール状に接合してなる接合体１０を製造する場合で説明する。

本例では、第１樹脂部材をなすケース本体１１、第２樹脂部材をなす蓋２１ともに、ガラス繊維（強化繊維）を原料樹脂（ナイロン製）に混入させて射出成形してなるもので、蓋２１は、図２に示したように、平面視、その図示右側の短辺の側面に沿う中間位置Ｐ１に、成形（金型）におけるゲートに対応する湯道Ｇ（図中、破線で示す）があったものである。したがって、本例では蓋２１は、平面視、その外周縁寄り部位のうち、その１つの短辺に沿う中間位置Ｐ１を挟む所定範囲（破線ハッチング領域）Ｌ１が、レーザ光の透過性（透光性又は透明度）が、相対的に他より低いレーザ光低透過性部位をなしている。因みに、所定範囲（破線ハッチング領域）Ｌ１の透過性は、他（破線ハッチング領域外）より５〜１０％低くなっている。また本例では所定範囲Ｌ１における透過性は、長さＬ１におけるその中間位置Ｐ１が一番、透過性（透明度）が低く、そこから所定範囲Ｌ１における各端Ｓ１，Ｆ１に向かうに従って（短辺に沿って）透過性が上昇し、その各端Ｓ１，Ｆ１で、他の部位の透過性と同じ（略同じ）になっている。また、本例では蓋（第２樹脂部材）２１の外面（表面）であり、図示右側（レーザ光低透過性部位をなす所定範囲Ｌ１寄りの）短辺の近傍に、突起部３０が形成されており、これがレーザ光低透過性部位のある短辺側を示す目印をなすようにされている。

このような本例では、ケース本体１１（第１樹脂部材）に蓋２１（第２樹脂部材）を、その表面の突起部３０を目印として、その突起部３０が図示右側となるように被せて位置決めする。そして、この位置決めした状態で、両樹脂部材１１，２１の接触面間に適度の圧力がかかるように、図示しない固定手段（ジグ）でクランプしたり、錘を載せ、図示しないレーザ光溶着装置に付設された所定のステージ（テーブル）の所定位置に位置決めする。そして、図１に示したように、蓋２１（第２樹脂部材）の外側からレーザ光Ｌａを照射するように配置されたレーザ光照射ヘッド１０１を、例えば，図２に示した所定範囲Ｌ１のうち、その一方の端Ｓ１点の近傍である点Ｓ２が始点となるように標準をあわせる。そして、図３中、蓋２１の外周に沿って引いた矢印に示したように、このＳ２を始点として、図示、左回りに１周して、Ｓ２点に至り、さらに、このＳ２点を越えて、所定範囲Ｌ１のうち、その他方の端Ｆ１点の近傍であるＦ２点（終点）まで、レーザ光照射ヘッド１０１を一定速度で移動しながら、一定出力でレーザ光Ｌａを照射する。すなわち、本例では、溶着予定部位のうち、所定範囲（レーザ光低透過性部位）Ｌ１の全体（Ｓ１−Ｆ１点間）ではなく、それより短いＳ２−Ｆ２点間が、溶着オーバラップ部位となるように、蓋２１の外周に沿って、蓋２１と、ケース本体１１の側壁１５の上端面１７との間で、その開口に沿って、ライン状に溶着する。なお、図２、図３中の点線（ドットライン）は、ライン状の溶着部位１１１を示すものであるが、そのうち太い点線のところ（Ｓ２点−Ｆ２点間）が、本例での溶着オーバラップ部位１１２をなしているところである。

これにより本例では、所定範囲（レーザ光低透過性部位）Ｌ１のうちのＳ２−Ｆ２点間を除く蓋２１の外周に沿う溶着部位１１１は、所定の幅で１回、ライン状に溶着される。一方、所定範囲（レーザ光低透過性部位）Ｌ１内のうち、始点であるＳ２点から終点であるＦ２点までが、同一のライン上において重なって、２回、溶着され、溶着オーバラップ部位１１２をなしている。なお、溶着オーバラップ部位１１２では、所定範囲Ｌ１の全長となるように、Ｓ１点を始点とし、Ｆ１点を終点となるように、すなわち、Ｓ１点−Ｆ１点間に溶着オーバラップ部位１１２が存在するようにするのが好ましいともいえるが、本例ではＰ１点から離間し、Ｓ１点又はＦ１点に近づくほど透過性がよくなり、他と同様の透過性の部位となっているため、溶着オーバラップ部位１１２を所定範囲Ｌ１の全長より短く設定している。ただし、誤差等を考慮すれば、微量であれば始点、終点が所定範囲Ｌ外となるように位置させても良い。これは、１回の溶着で、第２樹脂部材２１を透過したレーザ光Ｌａが、第１樹脂部材１１との当接する界面において第１樹脂部材１１を溶融する温度に加熱し、その界面における第２樹脂部材２１を加熱、溶融して、所定の幅での溶着が得られるとともに、２回の溶着で、レーザ光低透過性部位においても適宜の溶着状態が得られるように、その透過性の低さの程度に応じて設定すればよい。本例では、所定範囲Ｌ１において、透過性が他より５〜１０％低いレーザ光低透過性部位をなしており、２回のレーザ光Ｌａの照射により、溶着オーバラップ部位１１２が存在し、その２回でその部位において適度の溶着が得られるようになっている。

すなわち、本例では、所定範囲Ｌ１以外が、１回のレーザ光Ｌａの照射により、所望とする溶着が得られる設定とされている一方、所定範囲Ｌ１内においては、２回のレーザ光Ｌａの照射により、溶着オーバラップ部位１１２が存在するものの、そこではレーザ光の透過性が他より５〜１０％低いレーザ光低透過性部位をなしていることから、１回目の溶着時は、他の部位よりも、溶着度が低く、したがって、ガスの発生や収縮も小さい。そして、溶着オーバラップ部位１１２となる２回目の溶着がなされることで、再度の溶融、及び冷却固化があるため、溶着が補強されるが、このときの溶着度も１回目と同様に低いため、ガスの発生や収縮も小さく止められるようになっている。このように、本例製法では、第１樹脂部材１１が受光、吸収するレーザ光Ｌａを、レーザ出力を変更するのではなく、透過する第２樹脂部材２１側の透過性を、溶着オーバラップ部位１１２において低くすることで調節しているため、レーザの出力、周回するレーザ光ヘッドの移動速度等の調節によらずして、溶着オーバラップ部位１１２における溶着性や冷却固化性状をコントロールできる。したがって、このような製法によれば、一定のレーザ出力、一定のレーザ光ヘッドの移動速度で、低透過性部位を設けることなく、単に２回の溶着をすることからなる従来のオーバーラップ部位に比べると、接合力やシール性の低下の低減を図ることができる。

しかも、本例では、第２樹脂部材２１を上記のように、強化繊維を含有するもので、射出成形で形成されたものとしたことから、成形時のゲート位置の設定のみで、低透過性部位の形成ができるため、極めて効率的にその形成ができる。したがって、その形成のためのコストアップを招かないという点でも、製法上、著しい効果があるといえる。

また、本例では第２樹脂部材２１である蓋２１が長方形であるが、上記したようにその表面に位置決めにおける目印をなす突起部３０を有しているから、ケース本体（第１樹脂部材）１１への位置決めにおける被せ間違いを防止できるため、再位置決めの発生を防止できるという効果もある。すなわち、レーザ光Ｌａの照射のためのレーザ光ヘッド１０１は、製造すべき樹脂接合体１０における溶着経路に対応して移動するように、事前にその動きが設定され、制御される。具体的には、上記もしたように、レーザ溶着装置における所定のステージ（テーブル）上に位置決めされた、第１樹脂部材１１に第２樹脂部材２１を載せるように位置決めした後、適宜の固定手段（ジグ）でクランプがなされ、その後、レーザ光ヘッド１０１が、所定の位置、上記例では、例えば、所定範囲Ｌ１内の始点Ｓ２からスタートして周回し、始点Ｓ２に至り終点Ｆ２まで移動する一定の動きをなすように制御される。したがって、上記例のように、第２樹脂部材２１が長方形であり、そのレーザ光低透過性部位が一方の短辺に沿って設けられているような場合には、作業者において、それを誤って他方の短辺にあると認識してして位置決めしたまま溶着した場合には、溶着オーバラップ部位１１２は、レーザ光低透過性部位でないところに、そのオーバラップ部位１１２の全てが形成されてしまう溶着ミスを発生させる。

しかし、上記例では、第２樹脂部材２１に目印（突起部３０）が設けられているため、第１樹脂部材１１に対する誤った位置決めをすることが容易に防止できるため、作業者が熟練を要しない者である場合にも、容易にこのような溶着ミスが避けられる。なお、目印は、外部から視認可能の凸部、又は凹部（刻印）等の形状、或いは構造的な特徴、あるいは、色彩や図形等のマークなど、視認可能のものであればよい。第２樹脂部材２１が、平面視、上記例のような長方形、或いは、正多角形や円形のように、線対称形状、それに近似の形状からなるために、所定範囲の位置の確認が容易でないようものにおいては、溶着ミス防止上、極めて好適である。

なお、第２樹脂部材２１のうち、溶着オーバラップ部位１１２となる所定範囲（低透過性部位）のレーザ光Ｌａの透過性は、適宜、トライアルを繰り返すことで、他の溶着部位とともに、所望とする溶着（溶着幅等）が得られるよう、レーザ光の波長、出力、レーザ光ヘッドの移動速度（ｍｍ／ｓｅｃ）等との関係で、設定すれば良い。すなわち、これらは、溶着オーバラップ部位１１２を含む溶着部位の全体に要求される接着力ないしシール性能等が得られるように、樹脂の材質、溶着の幅等を考慮して接合体１０に応じて設定されるべきものである。なお、溶着オーバラップ部位１１２は、上記においても述べたが、レーザ光低透過性部位をなす前記所定範囲の全体（全長）において存在するようにしてもよいし、所定範囲Ｌ１内において、それより短くても、Ｌ１の端（一端、又は両端）を微量越えるとしても、オーバーラップ部位における接合力やシール性に支障がでないように設定すれば良い。上記例では、低透過性部位が所定範囲の各端に向かうにしたがって上昇するように変化する場合であり、そのため、その変化状態が大きいようなものでは、オーバーラップ部位の各端が、透過性の最低の箇所を跨ぐようになっているだけでも良い場合もある。

ここで、上記第１実施形態例において製造された樹脂接合体（図１〜図３）について、レーザ光の透過性を有する第２樹脂部材（蓋２１）を、レーザ光の吸収性を有する第１樹脂部材（ケース本体１１）から溶着面を界面として引き剥がす形で分離して、その低透過性部位をなす所定範囲（破線ハッチング領域）Ｌ１と、それ以外の溶着部位における厚み方向のレーザ光の透過性（透明度）を測定してみた。なお、測定は、所定の出力のレーザ光を、各部位において切り取った試料に照射して透過させて、それぞれ、パワーメータで減衰後の出力を測定し、透過させない場合の出力を１００としたときの各試料におけるその出力率（％）を算出し、これを透過率（％）として各試料間において比較した。

（試料の準備）
この測定に使用した試料は次のようである。引き剥がした第２樹脂部材（蓋２１）について、図４中に、破線で示したように、平面視、その矩形の各辺（４辺）に沿う中間部位において、辺に沿う一定の長さ（Ｌ１）で、溶着軌道（溶着部位１１１）を含む一定幅で矩形に切り取り、４つの試料片ＴＰ−１、ＴＰ−２、ＴＰ−３、ＴＰ−４とした。このうち、試料片ＴＰ−１をなすのは、溶着オーバラップ部位１１２、すなわち、レーザ光の低透過性部位である。ただし、試料は、その溶着面側を所定量（全試料中の溶着痕の最大深さ以上の厚みで同一量：０．２ｍｍ）切削、及び研磨（研削）して、溶着時に溶融された部位などの溶着痕を除去した一定厚さのものである。これにより、各試料ＴＰ−１〜ＴＰ−４は、溶着痕の除去後の一定の厚さとした残厚部からなるものである。

（測定の準備）
図５に示したようにパワーメータ（レーザ出力測定器）２００における測定面（図示上面の受光面）２０５に、試料支持用の細長いブロック片（ジグ）２４０を、平面視、平行配置で置き、この両ブロック片２４０上に、各試料を両端支持状態で載置し、測定面２０５の中央を跨ぐ配置となるようにした。なお、測定面２０５からブロック片２４０の上面までの寸法Ｈ１は、１５ｍｍとした。この状態で試料を仮置し、上方から試料の上面にレーザ光Ｌａの焦点（距離）Ｈ２がくるように、レーザ光照射ヘッド１０１の位置を設定した。この設定後、仮置きした試料を、一旦、別の位置に置き、試料の無い状態で、所定の低出力、短時間（例えば、５Ｗ５ｓ）でレーザＬａを、パワーメータ２００の測定面２０５に複数回（例えば、５回）照射して、試料を透過させないときの出力の平均値（Ａ１）を算出した。なお、出力測定用のパワーメータ２００は、１／１００桁以上、表示可能なものとするのが望ましい。また、レーザ出力、照射時間は、試料への照射時に、照射部位が焦げないような設定値とした。

（測定）
次に、各試料ＴＰ−１〜ＴＰ−４を、両ブロック片２４０上に、順次、両端支持状態で載置し、それぞれ、試料の無い状態でのレーザ光の照射をしたのと同一条件の出力、及び照射時間で、試料にレーザ光Ｌａを照射し、上記したのと同様にして出力の平均値（Ａ２）を算出した。そして、各試料ごと、得られた出力の平均値（Ａ２）に基づき、試料を透過させないときの出力の平均値（Ａ１）から、各試料ＴＰ−１〜ＴＰ−４についてのレーザ光の透過率Ｔ（％）＝（Ａ２／Ａ１）×１００を算出し、溶着後の第２樹脂部材（蓋２１）における各部位のレーザ光の透過率を割り出した。

（結果）
その結果は、所定範囲（破線ハッチング領域）Ｌ１をなしていた試料片ＴＰ−１における透過率は、それ以外の部位をなしていた試料片ＴＰ−２、ＴＰ−３、ＴＰ−４における透過率より、５〜１０％低いものであり、これは溶着前と同程度の低さであった。また、所定範囲（破線ハッチング領域）Ｌ１をなしていた試料片ＴＰ−１自体における溶着オーバラップ部位１１２の溶着軌道に沿う透過率も、溶着前と同様、その長さＬ１におけるその中間位置Ｐ１が一番、透過率が低く、そこから所定範囲Ｌ１における各端Ｓ１，Ｆ１に向かうに従って透過率が上昇していた。なお、溶着する前の第２樹脂部材についても、前記したのと同様に切断、研磨（研削）して同じ残厚部とした試料を作り、前記各試料ＴＰ−１〜ＴＰ−４と同様にして、透過率を測定、算出した。結果は、溶融された部位を除去した前記各試料ＴＰ−１〜ＴＰ−４の透過率と略同じであった。このことは、第２樹脂部材は、レーザ溶着の前後において、透過率が変化しないことを意味している。

（第２実施形態例）
さて次に、本発明を具体化した第２実施例について、図６、図７に基づいて説明する。ただし、この第２実施形態例はレーザ光透過性を有する第２樹脂部材２１のうち、レーザ光低透過性部位をなす上記所定範囲Ｌ１を、上記例とは別手段で形成した点のみが、製法も含めて相違するだけである。したがって、その第２樹脂部材２１をなす蓋２１における低透過性部位のみについてのみ説明し、同一部位には同一の符号を付すにとめ、詳細な説明は省略する。以下、同様とする。

すなわち、本例では図６、図７に示したように、第２樹脂部材２１（蓋２１）におけるレーザ光低透過性部位をなす所定範囲（図６中、ダブルハッチングで示した部位）Ｌ１が、本例では、この所定範囲Ｌ１以外よりも、レーザ光の入射面側において、一定高さＨ１、隆起するように厚く形成され、その蓋２１の肉厚が溶着予定部位の一部において厚くされることで、レーザ光低透過性部位として形成されたものである。すなわち、蓋２１の一方の短辺に沿う所定範囲（所定長さ範囲）Ｌ１が、所定の幅で、他よりも、厚くなるようにその表面が一定高さＨ１、隆起するように形成されている。このため、このように厚く形成されている所定範囲Ｌ１の部位では、その分、他よりレーザ光透過性を一定の割合で低くできる。このため、上記例と同様に、所定範囲Ｌ１の一端Ｓ１の近傍の点Ｓ２を始点として周回状に溶着し、この始点Ｓ２を越えて他端Ｆ１の近傍（終点）Ｆ２まで溶着する。こうすることで、溶着オーバラップ部位１１２が、レーザ光低透過性部位をなす所定範囲Ｌ１のうち、この始点Ｓ２−終点Ｆ２間において存在するように溶着される。本例では、所定範囲Ｌ１内において、その各端の近傍の点Ｓ２、Ｆ２を始点、終点としたが、所定範囲Ｌ１が他より一定の割合で透過性が低いため、設計上は、所定範囲Ｌ１の各端の点Ｓ１、Ｆ１を始点、終点とすべきといえるが、位置決め等における誤差を考慮すると、上記のように、Ｓ２、Ｆ２を始点、終点としても、逆に、オーバラップ部位１１２の始点、終点が所定範囲Ｌ１外となるように、その各端の点Ｓ１、Ｆ１から微量であれば離間していてもよい。

本例では、成形金型におけるゲートの位置と関係なくレーザ光低透過性部位を形成できるので、そのゲートが溶着予定部位から離れているような、形状構造の強化繊維混入の樹脂からなる第２樹脂部材２１や、同繊維を混入していない樹脂材からなる第２樹脂部材において適用すると良い。なお、所定範囲Ｌ１において隆起させる高さＨ１は、２回の溶着で、好ましい接合力又はシール性が得られるとともに、他の溶着予定部位が１回の溶着で好ましい接合力又はシール性が得られるように、第２樹脂部材２１の溶着部位の厚さ等に応じて設定すれば良いのは、上記例の場合と同じである。なお、本例では、いわば、第２樹脂部材２１（蓋２１）における溶着予定部位の厚さを所定範囲Ｌ１が他より厚くなるようにしたものであるが、上面側に隆起させたものであるから、第１樹脂部材１１との接触面の形状に影響を与えないため、その接触面側を平面とし得る。

なお、第２樹脂部材における所定範囲をレーザ光低透過性部位とするためには、前例のように隆起させることなく、例えば、図６におけるダブルハッチング部位で示された所定範囲Ｌ１の領域の表面（レーザ光の入射面）を、この所定範囲Ｌ１以外よりも粗面化、すなわち、その面粗度を他の溶着予定部位より悪く（低く）することとしてもよい。しかして、本例では、粗面化されている分、レーザ光の透過性が低下するため、上記例と同様の効果が得られる。なお、粗面化の程度は、溶着オーバラップ部位が２回の溶着で、好ましい接合力又はシール性が得られるとともに、他の溶着予定部位が１回の溶着で好ましい接合力又はシール性が得られるように、第２樹脂部材に応じて、適宜の面粗度に仕上げればよい。

すなわち、本発明では、第２樹脂部材における溶着予定部位のうちの所定範囲を、この所定範囲以外よりもレーザ光の透過性が低いレーザ光低透過性部位として形成しておき、溶着オーバラップ部位が、該レーザ光低透過性部位をなす前記所定範囲において存在するように溶着することにあり、したがって、レーザ光低透過性部位の形成手段としては、このほか、第２樹脂部材における溶着予定部位のうちの所定範囲の表面、又は内部に、レーザ光の透過を遮る（低下させる）ような、着色材（染料）層を塗布、形成しておくこととしてもよい。

上記においては、原則１回、溶着し、溶着オバーラップ部位では２回溶着がなされる場合で説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、要は、他の溶着部位より１回多く溶着された溶着部位（本願発明で言う溶着オーバラップ部位）を有する樹脂接合体の製造方法に広く適用できる。すなわち、オーバラップ部位での溶着が、１回多いとしても、他の部位と同様の溶着性が得られるように、第２樹脂部材におけるオーバラップ部をなす溶着予定部位のレーザ光の透過性を低下させてあればよい。また、上記例では、１つのレーザ光ヘッドで、周回して無端環状に溶着する場合を説明したが、例えば、大型の樹脂接合体の製造においては、２つのレーザ光ヘッドを、それぞれ例えば半周、周回させることで、結果として１周レーザ溶着する場合にも本発明は具体化できる。この場合には、オーバラップ部位は２箇所存在することになる。なお、上記例では、接合体が、第１樹脂部材がケース本体であり、第２樹脂部材がその開口を塞ぐ蓋の場合で説明したが、接合体はこれに限定されるものではないことは、言うまでもない。単なる平板相互を溶着する場合でも、もちろん適用できるなど、第１、第２樹脂部材の構造、形状に限られることなく広く適用できるし、その材質についても、レーザ光の吸収性を有する第１樹脂部材と、レーザ光の透過性を有する第２樹脂部材とを接触させ、第２樹脂部材側からレーザ光を照射してライン状に溶着することができるものでありさえすれば、強化繊維の混入の有無も含めて適宜のものを使用できる。

１０ 樹脂接合体
１１ 第１樹脂部材
２１ 第２樹脂部材
１０１ レーザ光ヘッド
１１１ 溶着部位
１１２ 溶着オーバラップ部位（始点から終点に至る溶着部位）
Ｓ２ 溶着の始点
Ｆ２ 溶着の終点

Claims (7)

1. レーザ光の吸収性を有する第１樹脂部材と、レーザ光の透過性を有する第２樹脂部材とを接触させ、第２樹脂部材側からレーザ光を照射してライン状に溶着することによって製造される樹脂接合体の製造方法であって、
   溶着の終点が溶着の始点を越えた所定位置となるように、始点から終点に至る溶着部位が、他の溶着部位より１回多く溶着された溶着オーバラップ部位を有する樹脂接合体の製造方法において、
   前記第２樹脂部材における溶着予定部位のうちの所定範囲を、この所定範囲以外よりもレーザ光の透過性が低いレーザ光低透過性部位として形成しておき、
   前記溶着オーバラップ部位が、該レーザ光低透過性部位をなす前記所定範囲において存在するように、前記第１樹脂部材と前記第２樹脂部材とを溶着することを特徴とする、樹脂接合体の製造方法。
2. 前記溶着オーバラップ部位が、前記レーザ光低透過性部位をなす前記所定範囲の略全長にわたって存在するように、前記第１樹脂部材と前記第２樹脂部材とを溶着することを特徴とする、請求項１に記載の樹脂接合体の製造方法。
3. 前記第２樹脂部材は、強化繊維を含有して射出成形で形成されたものであることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の樹脂接合体の製造方法。
4. 前記第２樹脂部材における前記レーザ光低透過性部位をなす前記所定範囲が、この所定範囲以外よりも、レーザ光の入射面側において隆起するように厚く形成されることで、形成されていることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の樹脂接合体の製造方法。
5. 前記第２樹脂部材における前記レーザ光低透過性部位をなす前記所定範囲が、この所定範囲以外よりも、レーザ光の入射面が粗面化されることで形成されていることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の樹脂接合体の製造方法。
6. 前記第２樹脂部材は、前記第１樹脂部材に接触して位置決めされる際、外部から視認可能の位置決め用の目印を備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の樹脂接合体の製造方法。
7. レーザ光の吸収性を有する第１樹脂部材と、レーザ光の透過性を有する第２樹脂部材とを接触させ、第２樹脂部材側からレーザ光を照射してライン状に溶着してなる樹脂接合体であって、
   溶着の終点が溶着の始点を越えた所定位置となるように、始点から終点に至る溶着部位が、他の溶着部位より１回多く溶着された溶着オーバラップ部位を有する樹脂接合体において、
   前記第２樹脂部材における溶着予定部位のうちの所定範囲が、この所定範囲以外よりもレーザ光の透過性が低いレーザ光低透過性部位として形成されており、
   前記溶着オーバラップ部位が、該レーザ光低透過性部位をなす前記所定範囲において存在してなることを特徴とする樹脂接合体。

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