WO2016103640A1 - 樹脂部品のレーザ溶着構造 - Google Patents

樹脂部品のレーザ溶着構造 Download PDF

Info

Publication number
WO2016103640A1
WO2016103640A1 PCT/JP2015/006255 JP2015006255W WO2016103640A1 WO 2016103640 A1 WO2016103640 A1 WO 2016103640A1 JP 2015006255 W JP2015006255 W JP 2015006255W WO 2016103640 A1 WO2016103640 A1 WO 2016103640A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
laser
fitting recess
laser welding
welding structure
component
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/006255
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
陽之介 小山
英治 長友
Original Assignee
株式会社デンソー
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 株式会社デンソー filed Critical 株式会社デンソー
Publication of WO2016103640A1 publication Critical patent/WO2016103640A1/ja

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70General 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
    • B29C66/71General 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 composition of the plastics material of the parts to be joined
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14Joining 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
    • B29C65/16Laser beams
    • B29C65/1629Laser beams characterised by the way of heating the interface
    • B29C65/1635Laser 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14Joining 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
    • B29C65/16Laser beams
    • B29C65/1677Laser beams making use of an absorber or impact modifier
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05Particular design of joint configurations
    • B29C66/10Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/11Joint 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
    • B29C66/112Single lapped joints
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05Particular design of joint configurations
    • B29C66/10Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/11Joint 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
    • B29C66/114Single butt joints
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05Particular design of joint configurations
    • B29C66/10Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/11Joint 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
    • B29C66/116Single bevelled joints, i.e. one of the parts to be joined being bevelled in the joint area
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05Particular design of joint configurations
    • B29C66/10Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/12Joint cross-sections combining only two joint-segments; Tongue and groove joints; Tenon and mortise joints; Stepped joint cross-sections
    • B29C66/124Tongue and groove joints
    • B29C66/1244Tongue and groove joints characterised by the male part, i.e. the part comprising the tongue
    • B29C66/12449Tongue and groove joints characterised by the male part, i.e. the part comprising the tongue being asymmetric
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05Particular design of joint configurations
    • B29C66/10Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/12Joint cross-sections combining only two joint-segments; Tongue and groove joints; Tenon and mortise joints; Stepped joint cross-sections
    • B29C66/124Tongue and groove joints
    • B29C66/1246Tongue and groove joints characterised by the female part, i.e. the part comprising the groove
    • B29C66/12461Tongue and groove joints characterised by the female part, i.e. the part comprising the groove being rounded, i.e. U-shaped or C-shaped
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05Particular design of joint configurations
    • B29C66/10Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/12Joint cross-sections combining only two joint-segments; Tongue and groove joints; Tenon and mortise joints; Stepped joint cross-sections
    • B29C66/124Tongue and groove joints
    • B29C66/1246Tongue and groove joints characterised by the female part, i.e. the part comprising the groove
    • B29C66/12463Tongue and groove joints characterised by the female part, i.e. the part comprising the groove being tapered
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05Particular design of joint configurations
    • B29C66/10Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/12Joint cross-sections combining only two joint-segments; Tongue and groove joints; Tenon and mortise joints; Stepped joint cross-sections
    • B29C66/124Tongue and groove joints
    • B29C66/1246Tongue and groove joints characterised by the female part, i.e. the part comprising the groove
    • B29C66/12469Tongue and groove joints characterised by the female part, i.e. the part comprising the groove being asymmetric
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05Particular design of joint configurations
    • B29C66/10Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/13Single 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
    • B29C66/131Single flanged joints, i.e. one of the parts to be joined being rigid and flanged in the joint area
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05Particular design of joint configurations
    • B29C66/302Particular design of joint configurations the area to be joined comprising melt initiators
    • B29C66/3022Particular design of joint configurations the area to be joined comprising melt initiators said melt initiators being integral with at least one of the parts to be joined
    • B29C66/30223Particular design of joint configurations the area to be joined comprising melt initiators said melt initiators being integral with at least one of the parts to be joined said melt initiators being rib-like
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/342Preventing air-inclusions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/50General 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
    • B29C66/51Joining 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
    • B29C66/54Joining 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/78Means for handling the parts to be joined, e.g. for making containers or hollow articles, e.g. means for handling sheets, plates, web-like materials, tubular articles, hollow articles or elements to be joined therewith; Means for discharging the joined articles from the joining apparatus
    • B29C65/7802Positioning the parts to be joined, e.g. aligning, indexing or centring
    • B29C65/7805Positioning the parts to be joined, e.g. aligning, indexing or centring the parts to be joined comprising positioning features
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00Other particular articles
    • B29L2031/712Containers; Packaging elements or accessories, Packages
    • B29L2031/7172Fuel tanks, jerry cans

Definitions

  • the present disclosure in a state where a first part having laser light transmittance and a second part having laser light absorption are abutted, the first part and the second part are welded by laser irradiation to the abutting part.
  • the present invention relates to a laser welding structure for resin parts.
  • FIG. 10 shows a laser welding structure of this type of case as a reference example.
  • the case main body 1 is made of a light-absorbing material.
  • the case body 1 has a joint portion (joint surface) 1a on the upper surface, and is provided integrally with the case body 1 so as to be positioned on the inner side of the joint portion 1a and prevent a displacement of the lid portion 3. 2 has.
  • the lid 3 is made of a light transmissive material.
  • the lid portion 3 has an upper wall portion serving as an infrared transmission window and a joining flange portion 3a provided on the outer periphery of the lower portion.
  • the flange 3 a of the lid 3 is disposed so as to abut against the joint 1 a of the case body 1 and is pressed by the pressing jig 4. At this time, the flange portion 3 a of the lid portion 3 is positioned by the guide wall portion 2.
  • a laser welding device (not shown) irradiates the upper surface of the joint portion 1a with the laser light L through the flange portion 3a. Thereby, the joining part 1a of the case body 1 is heated and melted by the laser beam L, and is welded to the lower surface part of the flange part 3a.
  • the inventors of the present disclosure integrally provide the protrusion 5 on the joint 1 a of the case body 1, and irradiate the protrusion 5 with the laser beam L to melt the flange portion.
  • the structure welded with 3a was considered. According to this structure, although the projection part 5 can be reliably melted and the welding strength can be increased as compared with the joining between planes, the following problems are expected to occur.
  • the lid 3 is pressed against the joint 1a of the case body 1 by the holding jig 4, but is melted with the melted portion of the protrusion 5 during the welding operation.
  • the part which is not present will be mixed temporarily.
  • the load applied to the lid portion 3 is increased or decreased by the holding jig 4, so that stress in the expansion / contraction direction acts on the corner portion indicated by C in FIG. 11, and the whitening phenomenon may occur and proceed.
  • the corner portion indicated by C in FIG. 11 is a bent portion connected to the flange portion 3a.
  • the present disclosure has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is a structure in which the first component and the second component are welded by laser irradiation, and the occurrence and progress of the whitening phenomenon while being excellent in welding strength.
  • Another object of the present invention is to provide a laser welding structure for resin parts that can suppress the above-described problem.
  • the first part having laser light transmittance and the second part having laser light absorption are in contact with each other, and the first part is irradiated by laser irradiation to the contact part.
  • One part and the second part are welded together.
  • a butt portion is provided with a protrusion that melts by laser irradiation.
  • the butting portion of the first component is provided with a fitting recess that fits into the protrusion and comes into surface contact.
  • the welding proceeds in a fitted state, a structure in which stress is unlikely to act on the first component can be obtained, and the whitening phenomenon can be suppressed. Even if a whitening phenomenon occurs, the progress of whitening can be suppressed, for example, the whitened portion is covered with the resin of the melted protrusion.
  • the protrusion and the fitting recess it is possible to prevent displacement between the first component and the second component. As a result, a separate guide portion is not required, and space saving (reduction in welding width) can be achieved accordingly.
  • the projection and the fitting recess are in surface contact, the welding area can be made relatively large, and the strength against peeling can be increased.
  • the first part having laser light transmittance and the second part having laser light absorption are brought into contact with each other, and the first part is irradiated by laser irradiation to the joint part.
  • One part and the second part are welded together.
  • the butting portion of the second part is provided with a fitting recess whose inner surface is melted by laser irradiation.
  • the abutting portion is provided with a protrusion that fits into the fitting recess and comes into surface contact.
  • the welding proceeds in a state in which the protrusion and the fitting recess are fitted, it is possible to make a structure in which stress does not easily act on the first component, and it is possible to suppress the whitening phenomenon. .
  • the fitting recess and the projection By fitting the fitting recess and the projection, the position shift between the first component and the second component can be prevented. As a result, a separate guide portion is not required, and space saving (reduction in welding width) can be achieved accordingly.
  • the projection and the fitting recess are in surface contact, the welding area can be made relatively large, and the strength against peeling can be increased.
  • the present disclosure is applied to joining of a case of an in-vehicle infrared communication device that performs infrared communication based on the IrDA standard, for example.
  • the case of the infrared communication device corresponds to the resin component of the present disclosure.
  • the infrared communication device is provided in a vehicle such as a fuel cell vehicle using hydrogen, ethanol, or the like as fuel, and transmits data such as the remaining amount of the fuel tank to the charging station during charging (fuel supply). Used for.
  • FIG. 2 shows an appearance of the case (resin part) 12 of the infrared communication device 11, and FIG. 3 is an exploded perspective view of the case 12.
  • the case 12 includes a case main body 13 as a second component and a lid portion 14 as a first component joined (laser welded) to the case main body 13.
  • the case main body 13 is curved in a circular arc shape (fan shape) with a constant width when viewed from the upper surface, and has a thin container shape with the upper surface opened. Further, a connector portion 15 for external connection extending downward is provided integrally with the case main body 13 on the lower surface side of the case main body 13. As shown in FIG. 1, the upper end portion of the outer peripheral wall portion of the case body 13 forms a joint portion 16 to which a lid portion 14 described later is laser welded.
  • the case body 13 is formed of a resin material having laser light absorption.
  • the resin material of the present embodiment uses, for example, PBT (polybutylene terephthalate) resin as a base, and a laser light absorber such as a pigment such as carbon black is added to PBT as an additive.
  • the case body 13 is provided with, for example, a plurality of conductor portions 17 by insert molding.
  • the connector portion 15 is open on the lower surface side, and although not shown, each conductor portion 17 is integrally continuous with the connector terminal in the connector portion 15.
  • the case body 13 is integrally provided with a tongue-shaped attachment portion 18 having an attachment hole located on the outer peripheral side of the arc.
  • a circuit board is assembled in the case main body 13 in a state of being electrically connected to the conductor portion 17. On this circuit board, a plurality of infrared LEDs for infrared communication are mounted, and an energization circuit thereof is provided.
  • the lid portion 14 has a lid shape that covers the upper surface of the case body 13 and closes the upper surface opening, and a flange shown in FIG. It has the part 19 integrally.
  • the lid portion 14 of the present embodiment is made of a resin material having a laser beam transparency based on PBT (polybutylene terephthalate) resin.
  • the lid portion 14 is colored, for example, light gray.
  • the lid portion 14 has infrared transparency.
  • the lid portion 14 is welded to the case main body 13 by irradiation of the laser beam L to the joint portion 16 that has passed through the lid portion 14 with the flange portion 19 at the lower end of the lid portion 14 abutting the joint portion 16.
  • a laser welding structure of the case 12 as shown in FIG. 1 is provided. That is, the joint portion 16 of the case body 13 is integrally provided with the case body 13 so as to be melted by the irradiation of the laser light L so as to be positioned at the abutting portion with the lid portion 14 (flange portion 19).
  • the protrusion 20 extends over the entire outer periphery of the horizontal joint portion 16 of the case body 13 and protrudes upward.
  • the protrusion 20 includes a tip having an R shape in cross section.
  • the R shape is a curved shape such as a semicircular shape.
  • a fitting recess 21 that fits the protrusion 20 and comes into surface contact is integrally provided at the lower end of the flange portion 19 of the lid portion 14 (abutting portion with the joint 16).
  • the fitting recess 21 extends over the entire circumference of the lower end portion of the flange portion 19.
  • the fitting recess 21 is defined by a straight portion 21a and a branched portion 21b.
  • the straight portion 21a extends straight downward from the outer peripheral wall (falling wall) of the lid portion 14.
  • the branched portion 21b extends slightly obliquely downward to the outside so as to branch from the middle portion of the outer peripheral wall (falling wall) of the lid portion 14 with the same thickness.
  • the fitting recess 21 has an L-shaped cross section so as to come into contact with the protrusion 20 on the two surfaces of the front end surface of the protrusion 20 and the inner side surface connected thereto.
  • the end of the lid portion 14 including the fitting recess 21 has a substantially Y shape in cross section.
  • the laser welding apparatus includes, for example, a laser beam generator that generates a YAG laser, an irradiation head that has a condenser lens and the like, and irradiates the laser beam L onto the workpiece, and an optical fiber that guides the laser beam from the laser beam generator to the irradiation head And a support table for holding the workpiece and a moving mechanism for freely moving the irradiation head relative to the workpiece.
  • the moving mechanism may move the work (support table) side with respect to the irradiation head.
  • the case body 13 and the lid portion 14 are set on the support table in a state of abutting each other.
  • the lid portion 14 flange portion 19
  • the case body 13 joint portion 16
  • a pressing jig not shown
  • the laser beam L is irradiated to the tip of the projection 20 of the case body 13 (joint 16).
  • the laser beam L may be irradiated from above through the branched portion 21b or from an oblique direction through the straight portion 21a. Or you may irradiate from both upward and diagonal directions.
  • the surface of the protrusion 20 of the case body 13 having laser light absorption is heated (heated) and melted, and welded to the inner surface of the fitting recess 21.
  • This welding is performed over the entire outer periphery of the case 12 while moving the irradiation head relative to the workpiece (case 12), whereby the case main body 13 and the lid 14 are laser welded.
  • the tip of the protrusion 20 has an R shape, and the protrusion 20 and the fitting recess 21 are in surface contact with each other on two surfaces. As a result, it melts in a wide area, and the welding area can be made relatively large.
  • the welding proceeds in a state where the projection 20 of the case body 13 and the fitting recess 21 of the lid 14 are fitted.
  • it can be set as the structure where a stress is hard to act with respect to the flange part 19 of the cover part 14, and a whitening phenomenon can be suppressed.
  • the case main body 13 is provided with the protruding portion 20 and the lid portion 14 is provided with the fitting recess 21.
  • the width dimension (welding width W shown in FIG. 1) of the joint portion 16 of the case body 13 can be reduced. be able to.
  • FIG. 4 shows a laser welding structure according to the second embodiment.
  • the joint portion 31 of the case body 13 is integrally formed with a protrusion 32 having an R-shaped tip, and a recess as a recess into which the linear portion 21a of the lid portion 14 is inserted.
  • the groove 33 is provided so as to be adjacent to the inside of the protrusion 32.
  • the lower end portion of the flange portion 19 of the lid portion 14 (abutting portion with the joint portion 31) has a substantially L-shape in cross section, which includes a straight portion 21a and a branched portion 21b.
  • a fitting recess 21 is provided.
  • the projection 32 is irradiated with the laser beam L in a surface contact state in which the projection 32 of the case body 13 and the fitting recess 21 of the lid 14 are fitted and brought into surface contact. And welding is performed. According to this, in addition to the same operation and effect as the first embodiment, the protrusion 32 and the fitting recess 21 are fitted, and the tip of the straight portion 21 a is the groove 33. By being inserted into the case, positioning (prevention of displacement) between the case main body 13 and the lid portion 14 is more effectively performed.
  • FIG. 5 shows a laser welding structure according to the third embodiment.
  • the protrusion 20 is formed integrally with the joint 16 of the case body 13.
  • the flange part 41 of the cover part 14 is provided with the fitting recessed part 42 which fits the protrusion part 20 and surface-contacts.
  • the contact surface of the fitting recess 42 with respect to the protrusion 20 has a substantially U shape in cross section.
  • the substantially U shape is a shape defined by a bottom surface, a side surface connected to the bottom surface, and an opening.
  • the bottom surface and the side surface are connected at an acute angle, and the bottom surface and the side surface are connected in a smooth curved shape.
  • the protrusion 20 and the fitting recess 42 can be brought into surface contact with a wider area.
  • FIG. 6 shows a laser welding structure according to the fourth embodiment.
  • a protrusion 20 is formed at the joint 16 of the case body 13, and a flange 52 of the lid 14 is provided with a fitting recess 52 that engages the protrusion 20 and makes surface contact. It has been.
  • the contact surface of the fitting recess 52 has a semicircular shape (U shape) in cross section.
  • the protrusion 20 and the fitting recess 52 can be brought into surface contact with a wider area.
  • FIG. 7 shows a laser welding structure according to the fifth embodiment.
  • a projection 20 is formed at the joint 16 of the case body 13, and a flange 62 of the lid 14 is provided with a fitting recess 62 that fits and contacts the projection 20. It has been.
  • the flange portion (side wall portion) 61 is provided so that the cross section thereof is curved in an approximately S shape, and the contact surface of the fitting concave portion 62 with respect to the protruding portion 20 has an arc shape in the cross section.
  • the same operations and effects as those of the first embodiment can be obtained.
  • FIG. 8 shows a laser welding structure according to the sixth embodiment.
  • the upper surface of the joint portion 71 that abuts on the flange portion 72 of the lid portion 14 is inclined downward from the inside (right side in FIG. 8) to the outside (left side in FIG. 8). It is an inclined surface.
  • a protrusion 73 is formed so as to protrude from the inclined surface of the joint 71.
  • the flange portion 72 of the lid portion 14 is provided in an inclined shape along the inclined surface of the joint portion 71, and the lower surface portion of the flange portion 72 is fitted to the protruding portion 73 and is in surface contact with the fitting concave portion 74. have.
  • the fitting recess 74 has a substantially U shape in cross section.
  • the substantially U shape is a shape defined by a bottom surface, a side surface connected to the bottom surface, and an opening.
  • the bottom surface and the side surface are flat surfaces, and the bottom surface and the side surface are connected at an angle.
  • the bottom surface and the side surface may not be completely flat and may include a curved portion.
  • the abutting portion between the case main body 13 and the lid portion 14 is an inclined surface that is inclined with respect to the abutting direction (horizontal plane).
  • the welding width W0 viewed from the butting direction while securing the area (welding area) of the joint portion 71.
  • FIG. 9 shows a laser welding structure according to the seventh embodiment. The differences between the seventh embodiment and the first embodiment will be described below.
  • the case main body 13 as the second component is formed in a container shape from a resin material having laser light absorption, and the upper end portion of the outer peripheral wall portion abuts the lid portion 14 (flange portion 82). It is set as the junction part 81 laser-welded in a state.
  • the upper surface of the joint portion 81 is an inclined surface that inclines downward from the inner side (right side in FIG. 9) toward the outer side (left side in FIG. 9).
  • the lid part 14 as the first component is formed into a lid shape from a resin material having a laser light absorption property, and has a flange part 82 integrally on the outer peripheral edge of the lower end thereof.
  • the flange portion 82 is provided in an inclined shape along the inclined surface of the joint portion 81.
  • melts by irradiation of the laser beam L is formed in the inclined surface of the junction part 81 in the groove shape extended over the perimeter.
  • a through hole (air vent hole) 84 is provided that opens at the bottom of the fitting recess 83 and discharges the air in the fitting recess 83 to the outside.
  • a projecting portion 85 that fits into the fitting recess 83 and makes surface contact is protruded downward and integrally provided.
  • the front end (lower end) of the protrusion 85 has a rounded R shape, and comes into contact with the inner surface of the fitting recess 83 on a plurality of surfaces.
  • the fitting concave portion 83 provided in the joint portion 81 and the flange portion 82 are provided in a state where the joint portion 81 (inclined surface) of the case body 13 and the flange portion 82 of the lid portion 14 are abutted.
  • the projecting portion 85 thus fitted is brought into a surface contact state.
  • the inner surface of the fitting recess 83 of the case main body 13 having laser light absorption is heated (heated) and melted, and welded to the outer surface of the protrusion 85. To do.
  • the case main body 13 and the lid part 14 are laser-welded.
  • the welding area can be made relatively large, and the welding strength (strength against peeling) can be increased.
  • the through hole 84 is provided at the bottom of the fitting recess 83, the air in the fitting recess 83 can be easily removed during the welding operation, and bubbles remain in the welded portion (the fitting recess 83). Thus, it is possible to prevent problems such as lowering the welding strength.
  • the present disclosure is applied to the case 12 of the infrared communication device 11 as a resin component.
  • the present disclosure can be applied to all resin components in which two components are laser-welded.
  • a resin material based on PBT resin is used as the material of the case main body 13 and the lid portion 14, but various resin materials such as polycarbonate resin and acrylic resin can be used.
  • the present disclosure can be appropriately changed and implemented within a range not departing from the gist of the invention, such as various changes in the shape of the protrusion and the fitting recess.

Landscapes

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

Abstract

 樹脂部品のレーザ溶着構造では、レーザ光透過性を有する第1部品(14)と、レーザ光吸収性を有する第2部品(13)とを突合せた状態で、突合せ部分に対するレーザ照射により第1部品と第2部品とが溶着されている。第2部品のうち突合せ部分には、レーザ照射により溶融する突起部(20,32,73)が設けられている。第1部品のうち突合せ部分には、突起部に嵌合して面接触する嵌合凹部(21,42,52,62,74)が設けられている。

Description

樹脂部品のレーザ溶着構造 関連出願の相互参照
 本出願は、当該開示内容が参照によって本出願に組み込まれた、2014年12月22日に出願された日本特許出願2014-258693号を基にしている。
 本開示は、レーザ光透過性を有する第1部品と、レーザ光吸収性を有する第2部品とを突合せた状態で、その突合せ部分に対するレーザ照射により該第1部品と第2部品とが溶着されている樹脂部品のレーザ溶着構造に関する。
 例えば赤外線通信機のケースは、共に合成樹脂製のケース本体と蓋部とを、レーザ溶着により取付けている(例えば特許文献1参照)。図10は、参考例として、この種のケースのレーザ溶着構造を示している。ここで、ケース本体1は、光吸収性を有する材料によって形成されている。ケース本体1は、接合部(接合面)1aを上面に有すると共に、ケース本体1と一体的に設けられて、接合部1aの内側に位置して蓋部3の位置ずれを防止するガイド壁部2を有している。これに対し、蓋部3は、光透過性を有する材料によって形成されている。蓋部3は、赤外線透過窓となる上壁部と、下部外周に設けられた接合用のフランジ部3aとを有している。
 ケース本体1に蓋部3をレーザ溶着するにあたっては、ケース本体1の接合部1aに、蓋部3のフランジ部3aを突合せて重ねるように配置し、押え治具4によって押え付ける。このとき、ガイド壁部2により、蓋部3のフランジ部3aの位置決めがなされる。そして、その突合せ状態で、図示しないレーザ溶着装置により、フランジ部3aを通して接合部1a上面にレーザ光Lを照射する。これにより、ケース本体1の接合部1aがレーザ光Lによって加熱されて溶融し、フランジ部3aの下面部と溶着される。
特開2014-104668号公報
 しかしながら、上記のレーザ溶着構造では、接合部1aとフランジ部3aとの平面同士をレーザ溶着するため、溶着が均一になされにくく、溶着強度に劣る恐れがあった。そこで、本開示の発明者等は、図11に示すように、ケース本体1の接合部1aに突起部5を一体に設け、この突起部5にレーザ光Lを照射して溶融させ、フランジ部3aと溶着させる構造を考えた。この構造によれば、突起部5を確実に溶融させることができ、平面同士の接合に比べて溶着強度を高めることができるものの、次のような不具合の発生が予想される。
 即ち、レーザ光Lの照射中は、押え治具4により蓋部3がケース本体1の接合部1aに押え付けられるが、溶着作業中には、突起部5のうち溶けている部分と溶けていない部分とが一時的に混在することになる。これにより、押え治具4によって蓋部3にかかる荷重の増加あるいは減少が生ずるため、図11にCで示すコーナー部分に伸縮方向のストレスが作用し、白化現象が発生、進行する恐れがある。図11にCで示すコーナー部分とは、換言すれば、フランジ部3aに連なる折曲り部分である。また、上記構成では、ケース本体1に位置ずれ防止用のガイド壁部2を設けるようにしているため、その分だけ余分なスペース(溶着幅)が必要になる不具合もある。突起部5に対し平面状のフランジ部3aを接触させながら溶着するため、溶着部分の面積が比較的小さく、剥離に対する強度に劣る傾向もあった。
 本開示は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、第1部品と第2部品とをレーザ照射によって溶着する構造にあって、溶着強度に優れながらも、白化現象の発生や進行を抑えることができる樹脂部品のレーザ溶着構造を提供することにある。
 本開示の第1態様に係る樹脂部品のレーザ溶着構造では、レーザ光透過性を有する第1部品と、レーザ光吸収性を有する第2部品とを突合せた状態で、突合せ部分に対するレーザ照射により第1部品と第2部品とが溶着されている。第2部品のうち突合せ部分には、レーザ照射により溶融する突起部が設けられている。第1部品のうち突合せ部分には、突起部に嵌合して面接触する嵌合凹部が設けられている。
 第1部品と第2部品とを突合せた状態では、それらの突合せ部分において、第2部品の突起部と、第1部品の嵌合凹部とが嵌合し、面接触状態となる。この状態で、突合せ部分に対するレーザ照射がなされると、レーザ光吸収性を有する第2部品の突起部の表面が加熱されて(発熱して)溶融し、嵌合凹部の内面と溶着する。これにて、第1部品と第2部品とがレーザ溶着される。
 このとき、嵌合している状態で溶着が進行するので、第1部品に対してストレスが作用しにくい構造とすることができ、白化現象を抑制することができる。もし白化現象が生じても、白化部分が溶融した突起部の樹脂により覆われるなど、白化の進行を抑えることができる。突起部と嵌合凹部とが嵌合することにより、第1部品と第2部品との間の位置ずれ防止を図ることができる。その結果、別途のガイド部を不要とし、その分だけ省スペース化(溶着幅の減少)を図ることができる。更に、突起部と嵌合凹部とが面接触するので、溶着面積を比較的大きくすることができ、剥離に対する強度を高めることができる。
 本開示の第2態様に係る樹脂部品のレーザ溶着構造では、レーザ光透過性を有する第1部品と、レーザ光吸収性を有する第2部品とを突合せた状態で、突合せ部分に対するレーザ照射により第1部品と第2部品とが溶着されている。第2部品のうち突合せ部分には、レーザ照射により内面が溶融する嵌合凹部が設けられている。第1部品のうち突合せ部分には、嵌合凹部に嵌合して面接触する突起部が設けられている。
 第1部品と第2部品とを突合せた状態では、それらの突合せ部分において、第1部品の突起部と、第2部品の嵌合凹部とが嵌合し、面接触状態となる。この状態で、突合せ部分に対するレーザ照射がなされると、レーザ光吸収性を有する第2部品の嵌合凹部の内面が加熱されて(発熱して)溶融し、突起部の外面と溶着する。これにて、第1部品と第2部品とがレーザ溶着される。
 このとき、突起部と嵌合凹部とが嵌合している状態で溶着が進行するので、第1部品に対してストレスが作用しにくい構造とすることができ、白化現象を抑制することができる。嵌合凹部と突起部とが嵌合することにより、第1部品と第2部品との間の位置ずれ防止を図ることができる。その結果、別途のガイド部を不要とし、その分だけ省スペース化(溶着幅の減少)を図ることができる。更に、突起部と嵌合凹部とが面接触するので、溶着面積を比較的大きくすることができ、剥離に対する強度を高めることができる。
 本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。
第1実施形態に係る、樹脂部品のケースの接合部分の構造を示す拡大縦断面図である。 図1に示すケースの外観を示す図である。 図2に示すケースの分解斜視図である。 第2実施形態に係る、ケースの接合部分の拡大縦断面図である。 第3実施形態に係る、ケースの接合部分の拡大縦断面図である。 第4実施形態に係る、ケースの接合部分の拡大縦断面図である。 第5実施形態に係る、ケースの接合部分の拡大縦断面図である。 第6実施形態に係る、ケースの接合部分の拡大縦断面図である。 第7実施形態に係る、ケースの接合部分の拡大縦断面図である。 参考例に係る、ケースの接合部分の拡大縦断面図である。 比較例に係る、凸部を設けた場合のケースの接合部分の拡大縦断面図である。
 以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
 尚、以下に述べる各実施形態では、本開示を、例えばIrDA規格に基づく赤外線通信を行う車載用の赤外線通信機のケースの接合に適用したものである。赤外線通信機器のケースが、本開示の樹脂部品に相当する。赤外線通信機は、例えば水素やエタノール等を燃料とする燃料電池車のような車両に設けられ、充電(燃料供給)時において、燃料タンクの残量等のデータを、充電ステーションに対し送信するために用いられる。
 (第1実施形態)
 図1から図3を参照して、第1実施形態について述べる。図2は、赤外線通信機11のケース(樹脂部品)12の外観を示しており、図3は、ケース12の分解斜視図である。図2及び図3に示すように、ケース12は、第2部品としてのケース本体13と、このケース本体13に接合(レーザ溶着)される第1部品としての蓋部14とを備えて構成される。
 図3に示すように、ケース本体13は、上面から見て一定幅の円弧状(扇形)をなすように湾曲し、上面が開口した薄型容器状をなしている。また、ケース本体13の下面側には、下方に延びる外部接続用のコネクタ部15が、ケース本体13と一体的に設けられている。ケース本体13の外周壁部の上端部は、図1にも示すように、後述する蓋部14がレーザ溶着される接合部16を形成している。このケース本体13は、レーザ光吸収性を有する樹脂材料により形成されている。本実施形態の樹脂材料は、例えばPBT(ポリブチレンテレフタレート)樹脂をベースとして用いており、カーボンブラックなどの顔料のようなレーザ光吸収剤が添加剤としてPBTに添加されている。
 また、図3に示すように、ケース本体13には、例えば複数本の導体部17がインサート成形により設けられている。コネクタ部15は下面側が開口しており、図示はしないが、各導体部17は、このコネクタ部15内のコネクタ端子に一体的に連続している。さらに、ケース本体13には、円弧の外周側に位置して、取付用の穴を有する舌片状の取付部18も一体的に設けられている。図示はしないが、ケース本体13の内部には、回路基板が、導体部17に電気的に接続された状態で組付けられる。この回路基板には、赤外線通信用の複数個の赤外線LEDが実装されると共に、その通電回路等が設けられている。
 蓋部14は、図2、図3に示すように、ケース本体13の上面に被さってその上面開口部を塞ぐ蓋形状をなしており、その下端外周縁部には、図1にも示すフランジ部19を一体に有している。本実施形態の蓋部14は、PBT(ポリブチレンテレフタレート)樹脂をベースとし、レーザ光透過性を有する樹脂材料によって形成されている。蓋部14は、例えば薄いグレーに着色されている。この蓋部14は、赤外線の透過性を有している。
 蓋部14は、ケース本体13に対し、その下端のフランジ部19を接合部16上に突合せた状態で、蓋部14を透過した接合部16へのレーザ光Lの照射により溶着される。本実施形態では、図1に示すようなケース12のレーザ溶着構造が設けられている。即ち、ケース本体13の接合部16には、蓋部14(フランジ部19)との突合せ部分に位置するように、レーザ光Lの照射により溶融する突起部20がケース本体13と一体に設けられている。この突起部20は、ケース本体13の水平面状の接合部16の外周側の全周にわたって延びており、上方に突出している。本実施形態では、突起部20は、断面においてR形状を有する先端部を備えている。R形状とは、例えば半円形状のような曲線形状である。
 これに対し、蓋部14のフランジ部19の下端部(接合部16との突合せ部分)には、突起部20に嵌合して面接触する嵌合凹部21が一体に設けられている。嵌合凹部21は、フランジ部19の下端部の全周にわたって延びている。嵌合凹部21は、直線部分21aと枝分れ部分21bとによって規定されている。直線部分21aは、蓋部14の外周壁(立下り壁)から真直ぐ下方に延びている。枝分れ部分21bは、蓋部14の外周壁(立下り壁)の途中部分から同等の厚みで枝分れするように外側にやや斜め下方に延びている。これにより、嵌合凹部21は、突起部20の先端面及びそれに連なる内側面の2面において突起部20と接触するような、断面L字状を有している。換言すれば、嵌合凹部21を含む蓋部14の端部は、断面において略Y字形状を有している。
 次に、上記構成の赤外線通信機11のケース12に関して、ケース本体13に対して蓋部14をレーザ溶着する手順(方法)について述べる。まず、図示はしないが、レーザ溶着に用いられるレーザ溶着装置について簡単に述べておく。レーザ溶着装置は、例えばYAGレーザを発生するレーザ光発生装置、集光レンズ等を有しレーザ光Lをワークに対し照射する照射ヘッド、レーザ光発生装置からのレーザ光を照射ヘッドに導く光ファイバ、ワークを保持する支持テーブル、照射ヘッドをワークに対し自在に移動させる移動機構を有している。移動機構は、照射ヘッドに対し、ワーク(支持テーブル)側を移動させても良い。
 本実施形態においては、図1に示すように、ケース本体13と蓋部14とが突合わされた状態で支持テーブルにセットされる。このとき、図示しない押え治具によって、蓋部14(フランジ部19)がケース本体13(接合部16)に対し押え付けられる。これにて、ケース本体13の突起部20と、蓋部14の嵌合凹部21とが嵌合し、面接触状態となる。突起部20と嵌合凹部21とが嵌合することにより、別途のガイド部を設けずとも、ケース本体13と蓋部14との間の位置ずれの防止を図ることができる。
 そして、その突合せ状態で、ケース本体13(接合部16)の突起部20の先端部に対して、レーザ光Lが照射される。このレーザ光Lの照射は、図1に示すように、レーザ光Lを、枝分れ部分21bを通して上方から照射しても良いし、直線部分21aを通して斜め方向から照射しても良い。あるいは、上方および斜め方向の両方から照射しても良い。このレーザ光Lの照射により、レーザ光吸収性を有するケース本体13の突起部20の表面が加熱(発熱)されて溶融し、嵌合凹部21の内面と溶着する。
 この溶着は、照射ヘッドをワーク(ケース12)に対し相対的に移動させながらケース12の外周全体に渡って実行され、これにて、ケース本体13と蓋部14とがレーザ溶着される。このとき、突起部20の先端がR形状を有しており、突起部20と嵌合凹部21とが2面において面接触している。その結果、広い面積において溶融するようになり、溶着面積を比較的大きくすることができる。
 また、上記のレーザ溶着構造にあっては、ケース本体13の突起部20と、蓋部14の嵌合凹部21とが嵌合している状態で溶着が進行する。これにより、蓋部14のフランジ部19に対してストレスが作用しにくい構造とすることができ、白化現象を抑制することができる。もし、嵌合凹部21の内面部分で白化現象が生じても、その白化部分が溶融した突起部20の樹脂により覆われるようになり、外観の悪化を抑えることができると共に、それ以上の白化の進行を抑えることができる。
 このように、ケース本体13と蓋部14とをレーザ光Lの照射によって溶着する本実施形態のレーザ溶着構造では、ケース本体13に突起部20を設けると共に、蓋部14に嵌合凹部21を設けている。その結果、溶着強度に優れながらも、白化現象の発生や進行を抑えることができるという優れた効果を奏する。しかも、従来のような位置ずれ防止用のガイド壁部を別に設けなくとも良く、ケース本体13の接合部16の幅寸法(図1に示す溶着幅W)を小さくすることができるといった利点も得ることができる。
 (第2実施形態)
 第2実施形態について、図4を参照して説明する。尚、以下の各実施形態においても、上記第1実施形態と同様に、赤外線通信機11のケース12を構成するケース本体13と蓋部14とを溶着するレーザ溶着構造に本開示を適用している。
 図4は、第2実施形態に係るレーザ溶着構造を示している。この第2実施形態では、ケース本体13の接合部31には、R形状の先端を有する突起部32が一体に形成されていると共に、蓋部14の直線部分21aが挿入される凹部としての凹溝部33が突起部32の内側に隣り合うように設けられている。蓋部14のフランジ部19の下端部(接合部31との突合せ部分)には、第1実施形態と同様に、直線部分21aと枝分れ部分21bとからなる、断面において略L字状を有する嵌合凹部21が設けられている。
 この第2実施形態においても、ケース本体13の突起部32と、蓋部14の嵌合凹部21とが嵌合して面接触した面接触状態で、突起部32に対してレーザ光Lが照射され、溶着が行われる。これによれば、上記第1実施形態と同様の作用および効果が得られることに加えて、突起部32と嵌合凹部21とが嵌合していると共に、直線部分21aの先端が凹溝部33に挿入されることにより、より効果的にケース本体13と蓋部14との間の位置決め(位置ずれ防止)がなされる。
 (第3実施形態)
 図5は、第3の実施形態に係るレーザ溶着構造を示している。この第3実施形態でも、ケース本体13の接合部16には突起部20が一体に形成されている。そして、蓋部14のフランジ部41には、突起部20に嵌合して面接触する嵌合凹部42が設けられる。本実施形態では、嵌合凹部42の突起部20に対する接触面が、断面において略U字形状を有している。略U字形状とは、底面と、底面に接続する側面と、開口部とにより規定される形状である。本実施形態では、図5に示すように、底面と側面とが鋭角をなして接続する部分と、底面と側面が滑らかな曲線状に接続される部分とを含んでいる。第3実施形態によれば、上記第1実施形態と同様の作用および効果が得られることに加えて、突起部20と嵌合凹部42とをより広い面積で面接触させることができる。
 (第4実施形態)
 図6は、第4実施形態に係るレーザ溶着構造を示している。この第4実施形態では、ケース本体13の接合部16には突起部20が形成され、蓋部14のフランジ部51には、突起部20に嵌合して面接触する嵌合凹部52が設けられている。嵌合凹部52の接触面は、断面において半円状(U字形状)を有している。この第4実施形態によっても、上記第1実施形態と同様の作用および効果が得られることに加えて、突起部20と嵌合凹部52とをより広い面積で面接触させることができる。
 (第5実施形態)
 図7は、第5実施形態に係るレーザ溶着構造を示している。この第5実施形態では、ケース本体13の接合部16には突起部20が形成され、蓋部14のフランジ部61には、突起部20に嵌合して面接触する嵌合凹部62が設けられている。フランジ部(側壁部)61は、断面がほぼS字状に湾曲するように設けられ、嵌合凹部62の突起部20に対する接触面は、断面において円弧状を有している。このような第5実施形態によっても、上記第1実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。
 (第6実施形態)
 図8は、第6実施形態に係るレーザ溶着構造を示している。この第6実施形態では、ケース本体13のうち、蓋部14のフランジ部72に突合せられる接合部71の上面は、内側(図8の右側)から外側(図8の左側)に向けて下降傾斜する傾斜面である。また、接合部71の傾斜面から突出するように突起部73が形成されている。これに対し、蓋部14のフランジ部72は、接合部71の傾斜面に沿うような傾斜状に設けられると共に、その下面部に、突起部73に嵌合して面接触する嵌合凹部74を有している。嵌合凹部74は、断面において略U字形状を有している。略U字形状とは、底面と、底面に接続する側面と、開口部とにより規定される形状である。本実施形態では、図8に示すように、底面及び側面は平坦な面であり、底面と側面とは角度をなして接続している。しかしながら、底面と側面は完全に平坦でなくてもよく、湾曲部を含むものであっても良い。
 このような第6実施形態によれば、上記第1実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。これに加えて、ケース本体13と蓋部14との突合せ部分が、突合せ方向(水平面)に対して傾斜する傾斜面とされている。これにより、接合部71の面積(溶着面積)を確保しながらも、突合せ方向から見た溶着幅W0を、より小さくすることが可能となる。
 (第7実施形態)
 図9は、第7実施形態に係るレーザ溶着構造を示すものである。以下に、第7実施形態と上記第1実施形態等との相違点を説明する。
 詳しく図示はしないが、第2部品としてのケース本体13は、レーザ光吸収性を有する樹脂材料から容器状に構成され、その外周壁部の上端部は、蓋部14(フランジ部82)が突合せ状態でレーザ溶着される接合部81とされている。この接合部81の上面は、内側(図9の右側)から外側(図9の左側)に向けて下降傾斜する傾斜面とされている。一方、第1部品としての蓋部14は、レーザ光吸収性を有する樹脂材料から蓋状に構成され、その下端外周縁部には、フランジ部82を一体に有している。このフランジ部82は、接合部81の傾斜面に沿うような傾斜状に設けられている。
 そして、本実施形態では、接合部81の傾斜面には、レーザ光Lの照射により内面が溶融する嵌合凹部83が全周に渡って延びる溝状に形成されている。更に本実施形態では、嵌合凹部83の底部において開口し、該嵌合凹部83内の空気を外部に排出する貫通穴(空気抜き穴)84が設けられている。蓋部14のフランジ部82の下面には、嵌合凹部83に嵌合して面接触する突起部85が下方に突出して一体に設けられている。突起部85の先端部(下端部)は、丸みを帯びたR形状とされ、嵌合凹部83の内面に対し複数の面で接触するようになっている。
 上記構成においては、ケース本体13の接合部81(傾斜面)と蓋部14のフランジ部82とが突合せられた状態で、接合部81に設けられた嵌合凹部83と、フランジ部82に設けられた突起部85とが嵌合し、面接触状態となる。この状態で、突合せ部分に対するレーザ光Lの照射がなされると、レーザ光吸収性を有するケース本体13の嵌合凹部83の内面が加熱(発熱)されて溶融し、突起部85の外面と溶着する。これにて、ケース本体13と蓋部14とがレーザ溶着される。
 このとき、嵌合凹部83と突起部85とが嵌合している状態で溶着が進行するので、蓋部14(フランジ部82)に対してストレスが作用しにくくなり、白化現象を抑制することができる。嵌合凹部83と突起部85とが嵌合することにより、ケース本体13と蓋部14との間の位置ずれ防止を図ることができる。これにより、別途のガイド部を不要とし、その分だけ省スペース化(溶着幅の減少)を図ることができる。接合部分が傾斜面とされているので、溶着幅をより一層小さくすることができる。
 更に、突起部85と嵌合凹部83とが面接触するので、溶着面積を比較的大きくすることができ、溶着強度(剥離に対する強度)を高めることができる。しかも、嵌合凹部83の底部に貫通穴84が設けられているので、溶着作業時において嵌合凹部83内の空気が容易に抜けるようになり、溶着部分(嵌合凹部83)に気泡が残って溶着強度を低下させるといった不具合を未然に防止することができる。
 (他の実施形態)
 以上、本開示の好ましい実施形態について説明したが、本開示は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本開示の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本開示の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本開示の範囲は、本開示における記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。
 上記各実施形態では、樹脂部品としての赤外線通信機11のケース12に本開示を適用したが、本開示は、2つの部品をレーザ溶着する樹脂部品全般に適用することができる。
 また、上記各実施形態では、ケース本体13及び蓋部14の材料として、PBT樹脂をベースとした樹脂材料を採用したが、例えばポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂などの各種樹脂材料を採用することができる。
 その他、突起部や嵌合凹部の形状などについても、様々な変更が可能である等、本開示は要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。
 本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。

 

Claims (11)

  1.  レーザ光透過性を有する第1部品(14)と、レーザ光吸収性を有する第2部品(13)とを突合せた状態で、突合せ部分に対するレーザ照射により前記第1部品(14)と前記第2部品(13)とが溶着されている樹脂部品のレーザ溶着構造において、
     前記第2部品(13)のうち前記突合せ部分には、レーザ照射により溶融する突起部(20,32,73)が設けられていると共に、
     前記第1部品(14)のうち前記突合せ部分には、前記突起部(20,32,73)に嵌合して面接触する嵌合凹部(21,42,52,62,74)が設けられている樹脂部品のレーザ溶着構造。
  2.  前記突起部(20,32,73)は、R形状を有する先端部を備えている請求項1に記載の樹脂部品のレーザ溶着構造。
  3.  前記嵌合凹部(21,42,52,62,74)は、前記突起部(20,32,73)に対し、前記突起部(20,32,73)の先端面及びそれに連なる一側面の少なくとも2面において接触するように構成されている請求項1又は2に記載の樹脂部品のレーザ溶着構造。
  4.  前記嵌合凹部(21)の、前記突起部(20,32)に接触する接触面は、断面においてL字状を有している請求項3に記載の樹脂部品のレーザ溶着構造。
  5.  前記嵌合凹部(52)の、前記突起部(20)に接触する接触面は、断面においてU字形状を有している請求項3に記載の樹脂部品のレーザ溶着構造。
  6.  前記嵌合凹部(42,74)の、前記突起部(20、73)に接触する接触面は、断面において略U字形状を有する請求項3に記載の樹脂部品のレーザ溶着構造。
  7.  前記嵌合凹部(62)の、前記突起部(20)に接触する接触面は、断面において円弧状を有している請求項3に記載の樹脂部品のレーザ溶着構造。
  8.  前記第2部品(13)のうち前記突合せ部分には、前記第1部品(14)が挿入される凹部(33)が、前記突起部(32)に隣り合うように設けられている請求項1から7のいずれか一項に記載の樹脂部品のレーザ溶着構造。
  9.  前記突合せ部分は、突合せ方向に対して傾斜する傾斜面を有している請求項1から8のいずれか一項に記載の樹脂部品のレーザ溶着構造。
  10.  レーザ光透過性を有する第1部品(14)と、レーザ光吸収性を有する第2部品(13)とを突合せた状態で、突合せ部分に対するレーザ照射により前記第1部品(14)と前記第2部品(13)とが溶着されている樹脂部品のレーザ溶着構造において、
     前記第2部品(13)のうち前記突合せ部分には、レーザ照射により内面が溶融する嵌合凹部(83)が設けられていると共に、
     前記第1部品(14)のうち前記突合せ部分には、前記嵌合凹部(83)に嵌合して面接触する突起部(85)が設けられている樹脂部品のレーザ溶着構造。
  11.  前記第2部品(13)は、前記嵌合凹部(83)の底部において開口して、内部を空気が通過する貫通穴(84)を有している請求項10に記載の樹脂部品のレーザ溶着構造。

     
PCT/JP2015/006255 2014-12-22 2015-12-15 樹脂部品のレーザ溶着構造 WO2016103640A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014-258693 2014-12-22
JP2014258693A JP2016117225A (ja) 2014-12-22 2014-12-22 樹脂部品のレーザ溶着構造

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016103640A1 true WO2016103640A1 (ja) 2016-06-30

Family

ID=56149706

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2015/006255 WO2016103640A1 (ja) 2014-12-22 2015-12-15 樹脂部品のレーザ溶着構造

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2016117225A (ja)
WO (1) WO2016103640A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3376045A1 (en) * 2017-03-16 2018-09-19 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Axial alignment structure for fluid pressure pump
CN111479669A (zh) * 2017-08-14 2020-07-31 丰田自动车株式会社 合成树脂构件的熔接方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112166483B (zh) * 2018-06-05 2024-04-19 金刚石捷步拉电机株式会社 内燃机用点火线圈及其制造方法
JP6866884B2 (ja) 2018-10-04 2021-04-28 カシオ計算機株式会社 ケース、時計、ケースの製造方法及び時計の製造方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6182126U (ja) * 1984-11-02 1986-05-31
JPS62130220U (ja) * 1986-02-10 1987-08-17
JP2005007759A (ja) * 2003-06-19 2005-01-13 Polyplastics Co レーザー溶着樹脂成形品及び成形方法
JP2005067208A (ja) * 2004-10-13 2005-03-17 Toyota Motor Corp 樹脂成形品
WO2005056263A2 (en) * 2003-12-05 2005-06-23 Dukane Corporation Joint designs for laser welding of thermoplastics
JP2005254481A (ja) * 2004-03-09 2005-09-22 Toyota Motor Corp 連結方法と連結体
JP2013108458A (ja) * 2011-11-22 2013-06-06 Asmo Co Ltd 溶着部品及び電動ポンプ

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6182126U (ja) * 1984-11-02 1986-05-31
JPS62130220U (ja) * 1986-02-10 1987-08-17
JP2005007759A (ja) * 2003-06-19 2005-01-13 Polyplastics Co レーザー溶着樹脂成形品及び成形方法
WO2005056263A2 (en) * 2003-12-05 2005-06-23 Dukane Corporation Joint designs for laser welding of thermoplastics
JP2005254481A (ja) * 2004-03-09 2005-09-22 Toyota Motor Corp 連結方法と連結体
JP2005067208A (ja) * 2004-10-13 2005-03-17 Toyota Motor Corp 樹脂成形品
JP2013108458A (ja) * 2011-11-22 2013-06-06 Asmo Co Ltd 溶着部品及び電動ポンプ

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3376045A1 (en) * 2017-03-16 2018-09-19 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Axial alignment structure for fluid pressure pump
CN111479669A (zh) * 2017-08-14 2020-07-31 丰田自动车株式会社 合成树脂构件的熔接方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016117225A (ja) 2016-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2016103640A1 (ja) 樹脂部品のレーザ溶着構造
JP4780723B2 (ja) 車輌用灯具
US7329025B2 (en) Production method of vehicle lamp
KR101695416B1 (ko) 레이저 융착 구조
JP2008004487A (ja) 車輌用灯具及び車輌用灯具の製造方法
JP2007210165A (ja) レーザー光を用いた樹脂の溶着方法及び溶着装置
JP6349365B2 (ja) コネクタ及びその製造方法
US20110317443A1 (en) Vehicle lighting fitting and method for manufacturing vehicle lighting fitting
JP4318503B2 (ja) 車両用灯具とその製造方法
JP2006012502A (ja) 車輌用灯具の製造方法及び車輌用灯具の製造装置。
US20050121137A1 (en) Joint designs for laser welding of thermoplastics
JP5479758B2 (ja) レーザ溶着方法および筐体
JP5611624B2 (ja) 車両用灯具
WO2013136955A1 (ja) 壁体固着部構造及び車両部品の製造方法
JP2010113938A (ja) 光電センサの筐体組立方法および光電センサ
CN111572029B (zh) 车辆用灯具
JP2012129056A (ja) 車輌用灯具
JP5553155B2 (ja) レーザー溶着を用いた車両用灯具製造方法
JP2014069371A (ja) 溶着構造
CN112388221A (zh) 摄像模组壳
CN216066134U (zh) 摄像模组壳
JP2006073296A (ja) 車輌用灯具及び車輌用灯具のレーザ溶着方法
WO2019208307A1 (ja) 車輌用灯具
JP6292556B2 (ja) ジャック
JP2019155694A (ja) ケースユニット、レーザー溶着方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15872214

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15872214

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1