JP2003251699A - 樹脂部品のレーザ溶着方法 - Google Patents
樹脂部品のレーザ溶着方法Info
- Publication number
- JP2003251699A JP2003251699A JP2002057552A JP2002057552A JP2003251699A JP 2003251699 A JP2003251699 A JP 2003251699A JP 2002057552 A JP2002057552 A JP 2002057552A JP 2002057552 A JP2002057552 A JP 2002057552A JP 2003251699 A JP2003251699 A JP 2003251699A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resin material
- laser
- laser light
- resin
- gap
- 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.)
- Pending
Links
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
- 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
- B29C65/1629—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
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/001—Joining in special atmospheres
- B29C66/0012—Joining in special atmospheres characterised by the type of environment
- B29C66/0014—Gaseous environments
- B29C66/00141—Protective gases
-
- 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
- B29C66/112—Single lapped joints
- B29C66/1122—Single lap to lap joints, i.e. overlap 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
- B29C66/40—General aspects of joining substantially flat articles, e.g. plates, sheets or web-like materials; Making flat seams in tubular or hollow articles; Joining single elements to substantially flat surfaces
- B29C66/41—Joining substantially flat articles ; Making flat seams in tubular or hollow articles
- B29C66/45—Joining of substantially the whole surface of the 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
- 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
- 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
- B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
- B29C66/84—Specific machine types or machines suitable for specific applications
- B29C66/863—Robotised, e.g. mounted on a robot arm
-
- 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
- B29C65/1603—Laser beams characterised by the type of electromagnetic radiation
- B29C65/1612—Infrared [IR] radiation, e.g. by infrared lasers
- B29C65/1616—Near infrared radiation [NIR], e.g. by YAG lasers
-
- 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
- B29C65/1674—Laser beams characterised by the way of heating the interface making use of laser diodes
-
- 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
- B29C66/71—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 composition of the plastics material of the parts to be joined
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Robotics (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】厳密な隙間管理をすることなく、溶融樹脂の分
子劣化による機械的物性の悪化を効果的に防止する。 【解決手段】加熱源としてのレーザ光に対して透過性の
ある透過性樹脂材１の接合面１ａと、該レーザ光に対し
て吸収性のある吸収性樹脂材２の接合面２ａとを対向さ
せる配置工程と、透過性樹脂材１側からの該レーザ光の
照射により、接合面１ａ、２ａ同士を加熱溶融させて溶
着し、両者を一体的に接合する照射工程とからなる。こ
の照射工程で、両接合面１ａ及び２ａ間の隙間Ｓを不活
性ガス雰囲気としてから上記レーザ光の照射を行う。溶
融樹脂の酸化による分子劣化を抑えることができる。
子劣化による機械的物性の悪化を効果的に防止する。 【解決手段】加熱源としてのレーザ光に対して透過性の
ある透過性樹脂材１の接合面１ａと、該レーザ光に対し
て吸収性のある吸収性樹脂材２の接合面２ａとを対向さ
せる配置工程と、透過性樹脂材１側からの該レーザ光の
照射により、接合面１ａ、２ａ同士を加熱溶融させて溶
着し、両者を一体的に接合する照射工程とからなる。こ
の照射工程で、両接合面１ａ及び２ａ間の隙間Ｓを不活
性ガス雰囲気としてから上記レーザ光の照射を行う。溶
融樹脂の酸化による分子劣化を抑えることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は樹脂部品のレーザ溶
着方法に関し、詳しくは加熱源としてのレーザ光に対し
て透過性のある透過性樹脂材と、該レーザ光に対して吸
収性のある吸収性樹脂材とをレーザ溶着により一体的に
接合する樹脂部品のレーザ溶着方法に関する。
着方法に関し、詳しくは加熱源としてのレーザ光に対し
て透過性のある透過性樹脂材と、該レーザ光に対して吸
収性のある吸収性樹脂材とをレーザ溶着により一体的に
接合する樹脂部品のレーザ溶着方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、軽量化及び低コスト化等の観点よ
り、自動車部品等、各種分野の部品を樹脂化して樹脂成
形品とすることが頻繁に行われている。また、樹脂成形
品の高生産性化等の観点より、樹脂成形品を予め複数に
分割して成形し、これらの分割成形品を互いに接合する
手段が採られることが多い。
り、自動車部品等、各種分野の部品を樹脂化して樹脂成
形品とすることが頻繁に行われている。また、樹脂成形
品の高生産性化等の観点より、樹脂成形品を予め複数に
分割して成形し、これらの分割成形品を互いに接合する
手段が採られることが多い。
【０００３】ここに、樹脂材同士の接合方法として、従
来よりレーザ溶着方法が利用されている。例えば、特開
平１１−３４８１３２号公報には、レーザ光に対して透
過性のある透過性樹脂材と、該レーザ光に対して吸収性
のある吸収性樹脂材とを重ね合わせた後、該透過性樹脂
材側からレーザ光を照射することにより、透過性樹脂材
と吸収性樹脂材との接合面同士を加熱溶融させて両者を
一体的に接合するレーザ溶着方法が開示されている。
来よりレーザ溶着方法が利用されている。例えば、特開
平１１−３４８１３２号公報には、レーザ光に対して透
過性のある透過性樹脂材と、該レーザ光に対して吸収性
のある吸収性樹脂材とを重ね合わせた後、該透過性樹脂
材側からレーザ光を照射することにより、透過性樹脂材
と吸収性樹脂材との接合面同士を加熱溶融させて両者を
一体的に接合するレーザ溶着方法が開示されている。
【０００４】このレーザ溶着方法では、透過性樹脂材内
を透過したレーザ光が吸収性樹脂材の接合面に到達して
吸収され、この接合面に吸収されたレーザ光がエネルギ
ーとして蓄積される。その結果、吸収性樹脂材の接合面
が加熱溶融されるとともに、この吸収性樹脂材の接合面
からの熱伝達により透過性樹脂材の接合面が加熱溶融さ
れる。こうして透過性樹脂材及び吸収性樹脂材の接合面
同士を加熱溶融させた後、冷却固化させれば、両者を一
体的に接合することができる。
を透過したレーザ光が吸収性樹脂材の接合面に到達して
吸収され、この接合面に吸収されたレーザ光がエネルギ
ーとして蓄積される。その結果、吸収性樹脂材の接合面
が加熱溶融されるとともに、この吸収性樹脂材の接合面
からの熱伝達により透過性樹脂材の接合面が加熱溶融さ
れる。こうして透過性樹脂材及び吸収性樹脂材の接合面
同士を加熱溶融させた後、冷却固化させれば、両者を一
体的に接合することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、樹脂材の成
形ソリ等の製造上の問題から、透過性樹脂材及び吸収性
樹脂材の接合面間にはほぼ不可避的に微少な隙間が存在
する。
形ソリ等の製造上の問題から、透過性樹脂材及び吸収性
樹脂材の接合面間にはほぼ不可避的に微少な隙間が存在
する。
【０００６】このように両接合面間に隙間が存在する
と、レーザ照射により発熱して溶融した樹脂が該隙間に
存在する酸素と反応して酸化による分子劣化を起こし、
溶着部の引張強度が低下するなど、樹脂部品の機械的物
性の悪化要因になるという問題がある。
と、レーザ照射により発熱して溶融した樹脂が該隙間に
存在する酸素と反応して酸化による分子劣化を起こし、
溶着部の引張強度が低下するなど、樹脂部品の機械的物
性の悪化要因になるという問題がある。
【０００７】ここに、加圧治具等を用いて接合面同士を
完全に密着させることができれば、上記隙間を無くすこ
とにより溶融樹脂と酸素との接触を回避することができ
るので、溶着部の樹脂の分子劣化を低減させることは可
能である。
完全に密着させることができれば、上記隙間を無くすこ
とにより溶融樹脂と酸素との接触を回避することができ
るので、溶着部の樹脂の分子劣化を低減させることは可
能である。
【０００８】しかしながら、接合面同士が完全に密着す
るような厳密な隙間管理は容易ではなく、特に三次元的
に複雑な形状の樹脂部品の場合は大きな困難を伴う。
るような厳密な隙間管理は容易ではなく、特に三次元的
に複雑な形状の樹脂部品の場合は大きな困難を伴う。
【０００９】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
あり、厳密な隙間管理をすることなく、溶融樹脂の分子
劣化による機械的物性の悪化を効果的に防止しうる樹脂
部品のレーザ溶着方法を提供することを解決すべき技術
課題とするものである。
あり、厳密な隙間管理をすることなく、溶融樹脂の分子
劣化による機械的物性の悪化を効果的に防止しうる樹脂
部品のレーザ溶着方法を提供することを解決すべき技術
課題とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の樹脂部品のレーザ溶着方法は、加熱源としてのレー
ザ光に対して透過性のある透過性樹脂材の接合面と、該
レーザ光に対して吸収性のある吸収性樹脂材の接合面と
を対向させる配置工程と、該透過性樹脂材側からの該レ
ーザ光の照射により、該透過性樹脂材の接合面及び該吸
収性樹脂材の接合面同士を加熱溶融させて溶着し、該透
過性樹脂材と該吸収性樹脂材とを一体的に接合する照射
工程とからなる樹脂部品のレーザ溶着方法において、上
記照射工程で、上記透過性樹脂材の接合面と上記吸収性
樹脂材の接合面との間の隙間を不活性ガス雰囲気として
から上記レーザ光の照射を行うことを特徴とするもので
ある。
明の樹脂部品のレーザ溶着方法は、加熱源としてのレー
ザ光に対して透過性のある透過性樹脂材の接合面と、該
レーザ光に対して吸収性のある吸収性樹脂材の接合面と
を対向させる配置工程と、該透過性樹脂材側からの該レ
ーザ光の照射により、該透過性樹脂材の接合面及び該吸
収性樹脂材の接合面同士を加熱溶融させて溶着し、該透
過性樹脂材と該吸収性樹脂材とを一体的に接合する照射
工程とからなる樹脂部品のレーザ溶着方法において、上
記照射工程で、上記透過性樹脂材の接合面と上記吸収性
樹脂材の接合面との間の隙間を不活性ガス雰囲気として
から上記レーザ光の照射を行うことを特徴とするもので
ある。
【００１１】好適な態様において、ガス噴射装置を用い
て前記不活性ガスを前記隙間に吹き付ける。
て前記不活性ガスを前記隙間に吹き付ける。
【００１２】好適な態様において、レーザ溶着する進行
方向に対して前方から前記不活性ガスを吹き付ける。
方向に対して前方から前記不活性ガスを吹き付ける。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の樹脂部品のレーザ溶着方
法は、加熱源としてのレーザ光に対して透過性のある透
過性樹脂材の接合面と、該レーザ光に対して吸収性のあ
る吸収性樹脂材の接合面とを対向させる配置工程と、該
透過性樹脂材側からの該レーザ光の照射により、該透過
性樹脂材及び該吸収性樹脂材の接合面同士を加熱溶融さ
せて溶着し、該透過性樹脂材と該吸収性樹脂材とを一体
的に接合する照射工程とからなる。
法は、加熱源としてのレーザ光に対して透過性のある透
過性樹脂材の接合面と、該レーザ光に対して吸収性のあ
る吸収性樹脂材の接合面とを対向させる配置工程と、該
透過性樹脂材側からの該レーザ光の照射により、該透過
性樹脂材及び該吸収性樹脂材の接合面同士を加熱溶融さ
せて溶着し、該透過性樹脂材と該吸収性樹脂材とを一体
的に接合する照射工程とからなる。
【００１４】上記配置工程では、透過性樹脂材の接合面
と吸収性樹脂材の接合面とを対向させる。このとき、両
接合面間に形成される隙間は、必要に応じて加圧治具等
を用いることにより、後述する照射工程で吸収性樹脂材
の接合面からの熱伝達により透過性樹脂材の接合面が十
分に加熱溶融して必要な接合強度が確保されうる程度の
大きさとされる。なお、接合強度をより向上させるべ
く、加圧治具等により、該隙間を可能な限り小さくする
ことは勿論可能である。
と吸収性樹脂材の接合面とを対向させる。このとき、両
接合面間に形成される隙間は、必要に応じて加圧治具等
を用いることにより、後述する照射工程で吸収性樹脂材
の接合面からの熱伝達により透過性樹脂材の接合面が十
分に加熱溶融して必要な接合強度が確保されうる程度の
大きさとされる。なお、接合強度をより向上させるべ
く、加圧治具等により、該隙間を可能な限り小さくする
ことは勿論可能である。
【００１５】上記照射工程では、上記透過性樹脂材側か
ら上記吸収性樹脂材の接合面に向けてレーザ光を照射す
る。透過性樹脂材側から照射されたレーザ光は該透過性
樹脂材の接合端部内を透過して吸収性樹脂材の接合面に
到達し、吸収される。この吸収性樹脂材の接合面に吸収
されたレーザ光がエネルギーとして蓄積される結果、吸
収性樹脂材の接合面が加熱溶融される。そして、この吸
収性樹脂材の接合面からの熱伝達により透過性樹脂材の
接合面が加熱溶融される。こうして透過性樹脂材及び吸
収性樹脂材の接合面同士を加熱溶融させた後、冷却固化
させれば、両者を一体的に接合することができる。
ら上記吸収性樹脂材の接合面に向けてレーザ光を照射す
る。透過性樹脂材側から照射されたレーザ光は該透過性
樹脂材の接合端部内を透過して吸収性樹脂材の接合面に
到達し、吸収される。この吸収性樹脂材の接合面に吸収
されたレーザ光がエネルギーとして蓄積される結果、吸
収性樹脂材の接合面が加熱溶融される。そして、この吸
収性樹脂材の接合面からの熱伝達により透過性樹脂材の
接合面が加熱溶融される。こうして透過性樹脂材及び吸
収性樹脂材の接合面同士を加熱溶融させた後、冷却固化
させれば、両者を一体的に接合することができる。
【００１６】なお、こうして得られた接合部では、接合
端面同士が溶融されて接合されており、該接合端面同士
の間では両部材を構成する両樹脂が溶融して互いに入り
込み絡まった状態が形成されているため、強固な接合状
態を構成して高い接合強度及び耐圧強度を有している。
端面同士が溶融されて接合されており、該接合端面同士
の間では両部材を構成する両樹脂が溶融して互いに入り
込み絡まった状態が形成されているため、強固な接合状
態を構成して高い接合強度及び耐圧強度を有している。
【００１７】ここに、本発明の樹脂部品のレーザ溶着方
法では、上記照射工程で、上記透過性樹脂材の接合面と
上記吸収性樹脂材の接合面との間の隙間を不活性ガス雰
囲気としてから上記レーザ光の照射を行う。このため、
レーザ光の照射により発熱して溶融した樹脂が酸素と接
触することを防ぐことができる。したがって、加圧治具
等による厳密な隙間管理を行うことなく、樹脂の酸化に
よる分子劣化を効果的に防止することが可能となる。よ
って、溶着部の引張強度の低下等、樹脂部品の機械的物
性が悪化することを防止することができる。
法では、上記照射工程で、上記透過性樹脂材の接合面と
上記吸収性樹脂材の接合面との間の隙間を不活性ガス雰
囲気としてから上記レーザ光の照射を行う。このため、
レーザ光の照射により発熱して溶融した樹脂が酸素と接
触することを防ぐことができる。したがって、加圧治具
等による厳密な隙間管理を行うことなく、樹脂の酸化に
よる分子劣化を効果的に防止することが可能となる。よ
って、溶着部の引張強度の低下等、樹脂部品の機械的物
性が悪化することを防止することができる。
【００１８】また、加圧治具等により厳密な隙間管理を
行って接合面同士の隙間をできるだけ無くそうとする
と、隙間管理に要する荷重が大きくなる分だけレーザ溶
着後の樹脂部品の残留応力が大きくなり、樹脂部品の強
度面で問題が発生したり、あるいは溶融樹脂のはみ出し
により外観品質不良を起こしたりするおそれがある。こ
の点、本発明方法では、上述のとおり、厳密な隙間管理
が不要であるため、隙間管理に要する荷重を小さくする
ことができる。したがって、樹脂部品の残留応力を小さ
くすることができ、樹脂部品の強度や外観品質が低下す
ることを抑えることが可能となる。
行って接合面同士の隙間をできるだけ無くそうとする
と、隙間管理に要する荷重が大きくなる分だけレーザ溶
着後の樹脂部品の残留応力が大きくなり、樹脂部品の強
度面で問題が発生したり、あるいは溶融樹脂のはみ出し
により外観品質不良を起こしたりするおそれがある。こ
の点、本発明方法では、上述のとおり、厳密な隙間管理
が不要であるため、隙間管理に要する荷重を小さくする
ことができる。したがって、樹脂部品の残留応力を小さ
くすることができ、樹脂部品の強度や外観品質が低下す
ることを抑えることが可能となる。
【００１９】両上記接合面間の隙間を不活性ガス雰囲気
とする手段は特に限定されない。例えば、不活性ガス雰
囲気とした炉内等に透過性樹脂材及び吸収性樹脂材を配
置した状態でレーザ光の照射を行うことも可能である
が、ノズル等のガス噴射装置を用いて、両上記接合面間
の隙間に不活性ガスを吹き付けることが好ましい。ガス
噴射装置により不活性ガスを吹き付ければ、簡便に、ま
た、より確実に上記隙間を不活性ガス雰囲気とすること
ができ、したがって、より確実に樹脂の酸化劣化を防止
することが可能となる。
とする手段は特に限定されない。例えば、不活性ガス雰
囲気とした炉内等に透過性樹脂材及び吸収性樹脂材を配
置した状態でレーザ光の照射を行うことも可能である
が、ノズル等のガス噴射装置を用いて、両上記接合面間
の隙間に不活性ガスを吹き付けることが好ましい。ガス
噴射装置により不活性ガスを吹き付ければ、簡便に、ま
た、より確実に上記隙間を不活性ガス雰囲気とすること
ができ、したがって、より確実に樹脂の酸化劣化を防止
することが可能となる。
【００２０】また、ガス噴射装置を用いる場合は、レー
ザ溶着する進行方向に対して前方（斜め前方等）から不
活性ガスを吹き付けることが好ましい。こうすれば、上
記隙間を予め不活性ガスとすることが容易かつ確実とな
る。
ザ溶着する進行方向に対して前方（斜め前方等）から不
活性ガスを吹き付けることが好ましい。こうすれば、上
記隙間を予め不活性ガスとすることが容易かつ確実とな
る。
【００２１】ここに、ガス噴射装置における不活性ガス
の吹き出し口は、上記隙間に不活性ガスをより確実に吹
き付けることができるように、１〜１０ｍｍ程度の口径
を有するものとすることが好ましい。
の吹き出し口は、上記隙間に不活性ガスをより確実に吹
き付けることができるように、１〜１０ｍｍ程度の口径
を有するものとすることが好ましい。
【００２２】なお、不活性ガスの種類としては特に限定
されず、アルゴンガスや窒素ガス等を適宜選択可能であ
る。
されず、アルゴンガスや窒素ガス等を適宜選択可能であ
る。
【００２３】ここに、上記透過性樹脂材としては、熱可
塑性を有し、かつ、加熱源としてのレーザ光に対して所
定以上の透過率を有するものであれば特に限定されな
い。例えば、ナイロン６（ＰＡ６）やナイロン６６（Ｐ
Ａ６６）等のポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレン（Ｐ
Ｅ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、スチレン−アクリロニ
トリル共重合体、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）、ポリスチレン、ＡＢＳ、アクリル（ＰＭＭＥ）、
ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリブチレンテレフタレー
ト（ＰＢＴ）等を挙げることができる。なお、必要に応
じて、ガラス繊維、カーボン繊維等の補強繊維や着色材
を添加したものを用いてもよい。
塑性を有し、かつ、加熱源としてのレーザ光に対して所
定以上の透過率を有するものであれば特に限定されな
い。例えば、ナイロン６（ＰＡ６）やナイロン６６（Ｐ
Ａ６６）等のポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレン（Ｐ
Ｅ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、スチレン−アクリロニ
トリル共重合体、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）、ポリスチレン、ＡＢＳ、アクリル（ＰＭＭＥ）、
ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリブチレンテレフタレー
ト（ＰＢＴ）等を挙げることができる。なお、必要に応
じて、ガラス繊維、カーボン繊維等の補強繊維や着色材
を添加したものを用いてもよい。
【００２４】上記吸収性樹脂材としては、熱可塑性を有
し、加熱源としてのレーザ光に対して所定以上の吸収率
を有するものであれば特に限定されない。例えば、ナイ
ロン６（ＰＡ６）やナイロン６６（ＰＡ６６）等のポリ
アミド（ＰＡ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレ
ン（ＰＰ）やスチレン−アクリロニトリル共重合体、ポ
リエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスチレン、
ＡＢＳ、アクリル（ＰＭＭＥ）、ポリカーボネート（Ｐ
Ｃ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等に、カ
ーボンブラック、染料や顔料等の所定の着色材を混入し
たものを挙げることができる。なお、必要に応じて、ガ
ラス繊維やカーボン繊維等の補強繊維を添加したものを
用いてもよい。
し、加熱源としてのレーザ光に対して所定以上の吸収率
を有するものであれば特に限定されない。例えば、ナイ
ロン６（ＰＡ６）やナイロン６６（ＰＡ６６）等のポリ
アミド（ＰＡ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレ
ン（ＰＰ）やスチレン−アクリロニトリル共重合体、ポ
リエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスチレン、
ＡＢＳ、アクリル（ＰＭＭＥ）、ポリカーボネート（Ｐ
Ｃ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等に、カ
ーボンブラック、染料や顔料等の所定の着色材を混入し
たものを挙げることができる。なお、必要に応じて、ガ
ラス繊維やカーボン繊維等の補強繊維を添加したものを
用いてもよい。
【００２５】また、上記透過性樹脂と上記非透過性樹脂
との組合せについては、互いに相溶性のあるもの同士の
組合せとされる。かかる組合せとしては、ナイロン６同
士やナイロン６６同士等、同種の樹脂同士の組合せの
他、ナイロン６とナイロン６６との組合せ、ＰＥＴとＰ
Ｃとの組合せやＰＣとＰＢＴとの組合せ等を挙げること
ができる。
との組合せについては、互いに相溶性のあるもの同士の
組合せとされる。かかる組合せとしては、ナイロン６同
士やナイロン６６同士等、同種の樹脂同士の組合せの
他、ナイロン６とナイロン６６との組合せ、ＰＥＴとＰ
Ｃとの組合せやＰＣとＰＢＴとの組合せ等を挙げること
ができる。
【００２６】上記加熱源として用いるレーザ光の種類と
しては、レーザ光を透過させる透過性樹脂材の吸収スペ
クトルや肉厚（レーザ光の透過距離）等との関係で、透
過性樹脂材内での透過率が所定値以上となるような波長
を有するものが適宜選定される。例えば、ＹＡＧ：Ｎｄ
3+レーザ（レーザ光の波長：１０６０ｎｍ）や半導体
（ダイオード）レーザ（レーザ光の波長：５００〜１０
００ｎｍ）を用いることができる。
しては、レーザ光を透過させる透過性樹脂材の吸収スペ
クトルや肉厚（レーザ光の透過距離）等との関係で、透
過性樹脂材内での透過率が所定値以上となるような波長
を有するものが適宜選定される。例えば、ＹＡＧ：Ｎｄ
3+レーザ（レーザ光の波長：１０６０ｎｍ）や半導体
（ダイオード）レーザ（レーザ光の波長：５００〜１０
００ｎｍ）を用いることができる。
【００２７】また、レーザの出力、照射密度や加工速度
（移動速度）等の照射条件は、樹脂の種類等に応じて適
宜設定可能である。
（移動速度）等の照射条件は、樹脂の種類等に応じて適
宜設定可能である。
【００２８】上記透過性樹脂材及び上記吸収性樹脂材の
形状や両樹脂材の接合形態としては特に限定されるもの
ではなく、板材や棒材等よりなる透過性樹脂材の接合端
部及び吸収性樹脂材の接合端部の接合端面同士を突き合
わせ接合するものや、所定形状の分割体よりなる透過性
樹脂材の接合端部及び吸収性樹脂材の接合端部の接合端
面同士の接合により一体的となって箱状体や管状体等の
中空体を構成するものでもよい。
形状や両樹脂材の接合形態としては特に限定されるもの
ではなく、板材や棒材等よりなる透過性樹脂材の接合端
部及び吸収性樹脂材の接合端部の接合端面同士を突き合
わせ接合するものや、所定形状の分割体よりなる透過性
樹脂材の接合端部及び吸収性樹脂材の接合端部の接合端
面同士の接合により一体的となって箱状体や管状体等の
中空体を構成するものでもよい。
【００２９】
【実施例】以下、本発明の樹脂部品のレーザ溶着方法の
実施例について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
実施例について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００３０】（実施例）本実施例の樹脂部品のレーザ溶
着方法は、透過性樹脂材の接合面と吸収性樹脂材の接合
面とを対向させる配置工程と、該透過性樹脂材側からの
レーザ光の照射により、該透過性樹脂材の接合面及び該
吸収性樹脂材の接合面同士を加熱溶融させて溶着し、該
透過性樹脂材と該吸収性樹脂材とを一体的に接合する照
射工程とからなる。
着方法は、透過性樹脂材の接合面と吸収性樹脂材の接合
面とを対向させる配置工程と、該透過性樹脂材側からの
レーザ光の照射により、該透過性樹脂材の接合面及び該
吸収性樹脂材の接合面同士を加熱溶融させて溶着し、該
透過性樹脂材と該吸収性樹脂材とを一体的に接合する照
射工程とからなる。
【００３１】＜配置工程＞まず、透過性樹脂材１と吸収
性樹脂材２とを準備した。
性樹脂材２とを準備した。
【００３２】透過性樹脂材１は、レーザ溶着に必要なエ
ネルギーを吸収性樹脂材２の接合面２ａに到達させうる
程度のレーザ光に対する透過性を有するものである。具
体的には、本実施例ではＰＡ６に補強材であるガラスフ
ァイバーを３０ｗｔ％、補助剤（着色材）であるカーボ
ンブラックを適宜量添加してなる強化プラスチックを用
いた。なお、この透過性樹脂材１のレーザ光透過率は３
０％である。
ネルギーを吸収性樹脂材２の接合面２ａに到達させうる
程度のレーザ光に対する透過性を有するものである。具
体的には、本実施例ではＰＡ６に補強材であるガラスフ
ァイバーを３０ｗｔ％、補助剤（着色材）であるカーボ
ンブラックを適宜量添加してなる強化プラスチックを用
いた。なお、この透過性樹脂材１のレーザ光透過率は３
０％である。
【００３３】また、吸収性樹脂材２は、加熱源としての
レーザ光に対して吸収性のあるものである。具体的に
は、本実施例では、ＰＡ６に補強材であるガラスファイ
バーを３０ｗｔ％、補助剤（着色材）であるカーボンブ
ラックを適宜量添加してなる強化プラスチックを用い
た。なお、この吸収性樹脂材２のレーザ光吸収率は１０
０％である。
レーザ光に対して吸収性のあるものである。具体的に
は、本実施例では、ＰＡ６に補強材であるガラスファイ
バーを３０ｗｔ％、補助剤（着色材）であるカーボンブ
ラックを適宜量添加してなる強化プラスチックを用い
た。なお、この吸収性樹脂材２のレーザ光吸収率は１０
０％である。
【００３４】なお、上記透過性樹脂材１及び吸収性樹脂
材２は、いずれもＰＡ６をマトリックス樹脂とするもの
で、互いに相溶性のあるものである。
材２は、いずれもＰＡ６をマトリックス樹脂とするもの
で、互いに相溶性のあるものである。
【００３５】そして、上記吸収性樹脂材２に対して上記
透過性樹脂材１を重ね合わせ、透過性樹脂材１の接合面
１ａと吸収性樹脂材２の接合面２ａとを対向させた。こ
のとき、図示しない加圧治具を用いた隙間管理により、
両接合面１ａ及び２ａ間には０．２ｍｍ程度の隙間Ｓが
全面的に形成されている。
透過性樹脂材１を重ね合わせ、透過性樹脂材１の接合面
１ａと吸収性樹脂材２の接合面２ａとを対向させた。こ
のとき、図示しない加圧治具を用いた隙間管理により、
両接合面１ａ及び２ａ間には０．２ｍｍ程度の隙間Ｓが
全面的に形成されている。
【００３６】＜照射工程＞加熱源として用いるレーザ光
としての半導体（ダイオード）レーザ（ロフィン社製、
波長９４０ｎｍ）を発射するレーザトーチ３を準備し
た。
としての半導体（ダイオード）レーザ（ロフィン社製、
波長９４０ｎｍ）を発射するレーザトーチ３を準備し
た。
【００３７】一方、不活性ガスとしてのアルゴンガスを
噴射しうるガス噴射装置として、ガス吹き出し口の口径
が３ｍｍであるガス噴射ノズル４を準備した。
噴射しうるガス噴射装置として、ガス吹き出し口の口径
が３ｍｍであるガス噴射ノズル４を準備した。
【００３８】なお、上記レーザトーチ３及び上記ガス噴
射ノズル４は、図示しないロボットにそれぞれ取り付け
られることにより、同機的に移動可能となされている。
射ノズル４は、図示しないロボットにそれぞれ取り付け
られることにより、同機的に移動可能となされている。
【００３９】そして、図示しないロボットの動作によ
り、レーザトーチ３及びガス噴射ノズル４を同機的に移
動させながら、ガス噴射ノズル４から上記隙間Ｓに不活
性ガスを吹き付けてレーザ光が照射される部位の隙間Ｓ
を不活性ガス雰囲気とした後に、レーザトーチ３から発
射されるレーザ光を透過性樹脂材１側から吸収性樹脂材
２の接合面２ａに向けて照射した。これにより、透過性
樹脂材１の接合面１ａ及び吸収性樹脂材２の接合面２ａ
を加熱溶融して溶着し、透過性樹脂材１と吸収性樹脂材
２とを一体的に接合した。
り、レーザトーチ３及びガス噴射ノズル４を同機的に移
動させながら、ガス噴射ノズル４から上記隙間Ｓに不活
性ガスを吹き付けてレーザ光が照射される部位の隙間Ｓ
を不活性ガス雰囲気とした後に、レーザトーチ３から発
射されるレーザ光を透過性樹脂材１側から吸収性樹脂材
２の接合面２ａに向けて照射した。これにより、透過性
樹脂材１の接合面１ａ及び吸収性樹脂材２の接合面２ａ
を加熱溶融して溶着し、透過性樹脂材１と吸収性樹脂材
２とを一体的に接合した。
【００４０】ここに、図１及び図２に図示されるよう
に、レーザトーチ３からのレーザ光は、吸収性樹脂材２
の接合面２ａに対して（上記隙間Ｓが延在する水平方向
に対して）垂直に照射される。一方、ガス噴射ノズル３
は隙間Ｓと同一高さに位置し、ガス噴射ノズル３からの
不活性ガスは隙間Ｓが延在する水平方向に対して平行に
噴射される。また、ガス噴射ノズル３からの不活性ガス
は、レーザ光の走査方向（移動方向、図１のＰ矢印方
向）、すなわちレーザ溶着する進行方向に対して斜め前
方からレーザ光が照射される部位に予め吹き付けられ
る。
に、レーザトーチ３からのレーザ光は、吸収性樹脂材２
の接合面２ａに対して（上記隙間Ｓが延在する水平方向
に対して）垂直に照射される。一方、ガス噴射ノズル３
は隙間Ｓと同一高さに位置し、ガス噴射ノズル３からの
不活性ガスは隙間Ｓが延在する水平方向に対して平行に
噴射される。また、ガス噴射ノズル３からの不活性ガス
は、レーザ光の走査方向（移動方向、図１のＰ矢印方
向）、すなわちレーザ溶着する進行方向に対して斜め前
方からレーザ光が照射される部位に予め吹き付けられ
る。
【００４１】なお、レーザ光の照射条件は、出力４００
Ｗ、走査速度：４ｍ／ｍｉｎとした。
Ｗ、走査速度：４ｍ／ｍｉｎとした。
【００４２】このように本実施例の照射工程では、透過
性樹脂材１の接合面１ａと吸収性樹脂材２の接合面２ａ
との間の隙間Ｓを予め不活性ガス雰囲気としてからレー
ザ光の照射を行っているため、レーザ光の照射により発
熱して溶融した樹脂が酸素と接触することを防ぐことが
できる。したがって、加圧治具等による厳密な隙間管理
を行うことなく、樹脂の酸化による分子劣化を効果的に
防止することが可能となる。よって、溶着部の引張強度
の低下等、樹脂部品の機械的物性が悪化することを防止
することができる。
性樹脂材１の接合面１ａと吸収性樹脂材２の接合面２ａ
との間の隙間Ｓを予め不活性ガス雰囲気としてからレー
ザ光の照射を行っているため、レーザ光の照射により発
熱して溶融した樹脂が酸素と接触することを防ぐことが
できる。したがって、加圧治具等による厳密な隙間管理
を行うことなく、樹脂の酸化による分子劣化を効果的に
防止することが可能となる。よって、溶着部の引張強度
の低下等、樹脂部品の機械的物性が悪化することを防止
することができる。
【００４３】また、本実施例では、隙間を無くすような
厳密な隙間管理をしておらず、隙間管理に要する荷重が
小さいことから、レーザ溶着後の樹脂部品の残留応力も
小さくなり、樹脂部品の強度や外観品質が低下すること
を抑えることができる。
厳密な隙間管理をしておらず、隙間管理に要する荷重が
小さいことから、レーザ溶着後の樹脂部品の残留応力も
小さくなり、樹脂部品の強度や外観品質が低下すること
を抑えることができる。
【００４４】さらに、本実施例では、ガス噴射ノズル３
を用いて、上記隙間Ｓに直接的に不活性ガスを吹き付け
ており、しかもレーザ溶着する進行方向に対して斜め前
方からレーザ光が照射される部位に予め不活性ガスを吹
き付けている。このため、簡便に、また、より確実に隙
間Ｓを予め不活性ガス雰囲気とすることができ、したが
って、より確実に樹脂の酸化劣化を防止することが可能
となる。
を用いて、上記隙間Ｓに直接的に不活性ガスを吹き付け
ており、しかもレーザ溶着する進行方向に対して斜め前
方からレーザ光が照射される部位に予め不活性ガスを吹
き付けている。このため、簡便に、また、より確実に隙
間Ｓを予め不活性ガス雰囲気とすることができ、したが
って、より確実に樹脂の酸化劣化を防止することが可能
となる。
【００４５】（比較例１）上記ガス噴射ノズル３から上
記隙間Ｓに不活性ガスを噴射しないこと以外は、上記実
施例と同様にレーザ溶着した。
記隙間Ｓに不活性ガスを噴射しないこと以外は、上記実
施例と同様にレーザ溶着した。
【００４６】（比較例２）レーザ溶着する代わりに振動
溶着することにより、上記透過性樹脂材１と上記吸収性
樹脂材２とを接合した。
溶着することにより、上記透過性樹脂材１と上記吸収性
樹脂材２とを接合した。
【００４７】（比較例３）厳密な隙間管理により上記隙
間Ｓを０ｍｍとし、かつ、上記ガス噴射ノズル３から不
活性ガスを噴射しないこと以外は、上記実施例と同様に
レーザ溶着した。
間Ｓを０ｍｍとし、かつ、上記ガス噴射ノズル３から不
活性ガスを噴射しないこと以外は、上記実施例と同様に
レーザ溶着した。
【００４８】（溶着部の樹脂劣化度合いの評価）上記実
施例及び比較例１〜３において、溶着部における樹脂の
分子劣化度合について、溶着部の分子量非低下度合によ
り評価した。
施例及び比較例１〜３において、溶着部における樹脂の
分子劣化度合について、溶着部の分子量非低下度合によ
り評価した。
【００４９】すなわち、分子量分布測定装置（東ソー社
製）を用いることにより、溶着部における分子量及び溶
着部以外の樹脂母材における分子量をそれぞれ測定し、
樹脂母材の分子量に対する溶着部の分子量の割合を求
め、この割合を分子量非低下度合とした。
製）を用いることにより、溶着部における分子量及び溶
着部以外の樹脂母材における分子量をそれぞれ測定し、
樹脂母材の分子量に対する溶着部の分子量の割合を求
め、この割合を分子量非低下度合とした。
【００５０】なお、分子量非低下度合が大きいというこ
とは、溶着部の分子量が大きいこと、すなわち樹脂の分
子劣化度合が小さいことを意味する。
とは、溶着部の分子量が大きいこと、すなわち樹脂の分
子劣化度合が小さいことを意味する。
【００５１】本実施例及び比較例１の結果を図３に示す
ように、隙間Ｓを不活性ガス雰囲気としない比較例１で
は、溶着部における分子量非低下度合が３０程度と小さ
く、溶着部の樹脂が大きく劣化していた。これに対し、
本実施例では、溶着部における分子量非低下度合が９０
程度で、比較例の３倍程度もあり、溶着部の樹脂がほと
んど劣化していなかった。
ように、隙間Ｓを不活性ガス雰囲気としない比較例１で
は、溶着部における分子量非低下度合が３０程度と小さ
く、溶着部の樹脂が大きく劣化していた。これに対し、
本実施例では、溶着部における分子量非低下度合が９０
程度で、比較例の３倍程度もあり、溶着部の樹脂がほと
んど劣化していなかった。
【００５２】また、比較例１〜３の結果を図４に示すよ
うに、振動溶着した比較例２及び隙間Ｓを０ｍｍとし、
かつ、ガス噴射ノズル３から不活性ガスを噴射しない比
較例３では、溶着部における分子量非低下度合が９０程
度であった。すなわち、本実施例の溶着部における分子
量非低下度合は、振動溶着の場合及び隙間Ｓが０ｍｍで
レーザ溶着した場合の分子量非低下度合と同程度であっ
た。
うに、振動溶着した比較例２及び隙間Ｓを０ｍｍとし、
かつ、ガス噴射ノズル３から不活性ガスを噴射しない比
較例３では、溶着部における分子量非低下度合が９０程
度であった。すなわち、本実施例の溶着部における分子
量非低下度合は、振動溶着の場合及び隙間Ｓが０ｍｍで
レーザ溶着した場合の分子量非低下度合と同程度であっ
た。
【００５３】（溶着部の引張強度の評価）上記実施例、
比較例１及び比較例３について、溶着部における引張強
度を評価した。すなわち、５ｋＮ用オートグラフ装置
（島津製作所社製）を用いて、室温２３℃、湿度５０
％、テストスピード２ｍｍ／ｍｉｎの条件で、溶着面垂
直方向でする引張強度試験を行った。
比較例１及び比較例３について、溶着部における引張強
度を評価した。すなわち、５ｋＮ用オートグラフ装置
（島津製作所社製）を用いて、室温２３℃、湿度５０
％、テストスピード２ｍｍ／ｍｉｎの条件で、溶着面垂
直方向でする引張強度試験を行った。
【００５４】その結果を図５に示す。なお、図５は、比
較例３における引張強度を１００％としたときの本実施
例及び比較例１における引張強度比（％）を示す。
較例３における引張強度を１００％としたときの本実施
例及び比較例１における引張強度比（％）を示す。
【００５５】図５からも明らかなように、本実施例にお
ける溶着部の引張強度は、厳密な隙間管理により上記隙
間Ｓを０ｍｍとした比較例３における溶着部の引張強度
とほぼ同等であり、かつ、上記隙間Ｓを不活性ガス雰囲
気としない比較例１における溶着部の引張強度の約２．
５倍以上であった。なお、本実施例における溶着部の引
張強度は４５〜５０ＭＰａであり、比較例１における溶
着部の引張強度は２０ＭＰａ以下であった。
ける溶着部の引張強度は、厳密な隙間管理により上記隙
間Ｓを０ｍｍとした比較例３における溶着部の引張強度
とほぼ同等であり、かつ、上記隙間Ｓを不活性ガス雰囲
気としない比較例１における溶着部の引張強度の約２．
５倍以上であった。なお、本実施例における溶着部の引
張強度は４５〜５０ＭＰａであり、比較例１における溶
着部の引張強度は２０ＭＰａ以下であった。
【００５６】これにより、溶着部における分子量非低下
度合が大きければ（樹脂の分子劣化度合が小さければ）
高い引張強度を確保できること、及び本実施例によれば
高い引張強度をもつ溶着部としうることが確認された。
度合が大きければ（樹脂の分子劣化度合が小さければ）
高い引張強度を確保できること、及び本実施例によれば
高い引張強度をもつ溶着部としうることが確認された。
【００５７】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の樹脂部品
のレーザ溶着方法は、照射工程で、両接合面間の隙間を
不活性ガス雰囲気としてからレーザ光の照射を行うこと
ことから、厳密な隙間管理を行うことなく、樹脂の酸化
による分子劣化を効果的に防止することができ、したが
って溶着部の引張強度の低下等、樹脂部品の機械的物性
が悪化することを防止することが可能となる。
のレーザ溶着方法は、照射工程で、両接合面間の隙間を
不活性ガス雰囲気としてからレーザ光の照射を行うこと
ことから、厳密な隙間管理を行うことなく、樹脂の酸化
による分子劣化を効果的に防止することができ、したが
って溶着部の引張強度の低下等、樹脂部品の機械的物性
が悪化することを防止することが可能となる。
【００５８】また、厳密な隙間管理が不要であるため、
隙間管理に要する荷重を小さくすることができ、したが
って樹脂部品の残留応力を小さくして樹脂部品の強度や
外観品質が低下することを抑えることが可能となる。
隙間管理に要する荷重を小さくすることができ、したが
って樹脂部品の残留応力を小さくして樹脂部品の強度や
外観品質が低下することを抑えることが可能となる。
【図１】 本発明の実施例に係る樹脂部品のレーザ溶着
方法を模式的に説明する斜視図である。
方法を模式的に説明する斜視図である。
【図２】 本発明の実施例に係る樹脂部品のレーザ溶着
方法を模式的に説明する断面図である。
方法を模式的に説明する断面図である。
【図３】 実施例及び比較例１について、溶着部におけ
る分子量非低下度合の評価結果を示す図である。
る分子量非低下度合の評価結果を示す図である。
【図４】 比較例１〜３について、溶着部における分子
量非低下度合の評価結果を示す図である。
量非低下度合の評価結果を示す図である。
【図５】 実施例、比較例１及び比較例３について、溶
着部における引張強度の評価結果を示す図である。
着部における引張強度の評価結果を示す図である。
１…透過性樹脂材 ２…吸収性樹脂材
３…レーザトーチ ４…ガス噴射ノズ
ル １ａ、２ａ…接合面
ル １ａ、２ａ…接合面
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 梅谷 有亮
愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動
車株式会社内
Ｆターム(参考） 4E068 CH07 CJ01 DB10
4F211 AA23 AB13 AB18 AD19 AM30
TA01 TC02 TD11 TH02 TH30
TN27
Claims (3)
- 【請求項１】 加熱源としてのレーザ光に対して透過性
のある透過性樹脂材の接合面と、該レーザ光に対して吸
収性のある吸収性樹脂材の接合面とを対向させる配置工
程と、該透過性樹脂材側からの該レーザ光の照射によ
り、該透過性樹脂材の接合面及び該吸収性樹脂材の接合
面同士を加熱溶融させて溶着し、該透過性樹脂材と該吸
収性樹脂材とを一体的に接合する照射工程とからなる樹
脂部品のレーザ溶着方法において、 上記照射工程で、上記透過性樹脂材の接合面と上記吸収
性樹脂材の接合面との間の隙間を不活性ガス雰囲気とし
てから上記レーザ光の照射を行うことを特徴とする樹脂
部品のレーザ溶着方法。 - 【請求項２】 ガス噴射装置を用いて前記不活性ガスを
前記隙間に吹き付けることを特徴とする請求項１記載の
樹脂部品のレーザ溶着方法。 - 【請求項３】 レーザ溶着する進行方向に対して前方か
ら前記不活性ガスを吹き付けることを特徴とする請求項
２記載の樹脂部品のレーザ溶着方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002057552A JP2003251699A (ja) | 2002-03-04 | 2002-03-04 | 樹脂部品のレーザ溶着方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002057552A JP2003251699A (ja) | 2002-03-04 | 2002-03-04 | 樹脂部品のレーザ溶着方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003251699A true JP2003251699A (ja) | 2003-09-09 |
Family
ID=28667779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002057552A Pending JP2003251699A (ja) | 2002-03-04 | 2002-03-04 | 樹脂部品のレーザ溶着方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003251699A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006094305A1 (en) * | 2005-03-03 | 2006-09-08 | E.I. Dupont De Nemours And Company | Laser welding apparatus and laser welding method |
| WO2006093059A1 (ja) * | 2005-03-02 | 2006-09-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | ガス容器およびその製造方法 |
| JP2007111926A (ja) * | 2005-10-19 | 2007-05-10 | Toyota Motor Corp | 熱可塑性樹脂部材のレーザ溶着方法およびレーザ溶着装置 |
| JP2007518599A (ja) * | 2004-01-13 | 2007-07-12 | ストラ エンソ オサケ ユキチュア ユルキネン | ポリマー被覆紙または厚紙の封止方法および装置 |
| JP2007313821A (ja) * | 2006-05-29 | 2007-12-06 | Denso Corp | レーザ溶着方法 |
| JP2010531759A (ja) * | 2007-06-26 | 2010-09-30 | ジーイー・ヘルスケア・バイオサイエンス・バイオプロセス・コーポレイション | レーザ切断装置およびレーザ溶接装置 |
| WO2012026305A1 (ja) * | 2010-08-23 | 2012-03-01 | 株式会社ラクテル | セキュリティラベル、その加工方法及び加工装置 |
| JP2023035828A (ja) * | 2021-08-30 | 2023-03-13 | ブランソン ウルトラスチャル ニーデルラッスン デル エマーソン テクノロジーズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング アンド カンパニー オーエイチジー | レーザー透過接合技術を用いた接続方法、接合のための装置、および、レーザー透過接合された第１のプラスチック部品および第２のプラスチック部品から作られた部品 |
-
2002
- 2002-03-04 JP JP2002057552A patent/JP2003251699A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8186406B2 (en) | 2004-01-13 | 2012-05-29 | Stora Enso Oyj | Apparatus for sealing a polymer coated paper or board |
| JP2007518599A (ja) * | 2004-01-13 | 2007-07-12 | ストラ エンソ オサケ ユキチュア ユルキネン | ポリマー被覆紙または厚紙の封止方法および装置 |
| WO2006093059A1 (ja) * | 2005-03-02 | 2006-09-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | ガス容器およびその製造方法 |
| US7943884B2 (en) | 2005-03-02 | 2011-05-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Gas container and method of producing the same |
| WO2006094305A1 (en) * | 2005-03-03 | 2006-09-08 | E.I. Dupont De Nemours And Company | Laser welding apparatus and laser welding method |
| JP2007111926A (ja) * | 2005-10-19 | 2007-05-10 | Toyota Motor Corp | 熱可塑性樹脂部材のレーザ溶着方法およびレーザ溶着装置 |
| KR100808125B1 (ko) * | 2005-10-19 | 2008-02-29 | 도요다 지도샤 가부시끼가이샤 | 열가소성 수지부재의 레이저 용착방법 및 레이저 용착장치 |
| JP2007313821A (ja) * | 2006-05-29 | 2007-12-06 | Denso Corp | レーザ溶着方法 |
| JP4702183B2 (ja) * | 2006-05-29 | 2011-06-15 | 株式会社デンソー | レーザ溶着方法 |
| JP2010531759A (ja) * | 2007-06-26 | 2010-09-30 | ジーイー・ヘルスケア・バイオサイエンス・バイオプロセス・コーポレイション | レーザ切断装置およびレーザ溶接装置 |
| WO2012026305A1 (ja) * | 2010-08-23 | 2012-03-01 | 株式会社ラクテル | セキュリティラベル、その加工方法及び加工装置 |
| JP5664983B2 (ja) * | 2010-08-23 | 2015-02-04 | 株式会社ラクテル | セキュリティラベル、その加工方法及び加工装置 |
| JP2023035828A (ja) * | 2021-08-30 | 2023-03-13 | ブランソン ウルトラスチャル ニーデルラッスン デル エマーソン テクノロジーズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング アンド カンパニー オーエイチジー | レーザー透過接合技術を用いた接続方法、接合のための装置、および、レーザー透過接合された第１のプラスチック部品および第２のプラスチック部品から作られた部品 |
| JP7474285B2 (ja) | 2021-08-30 | 2024-04-24 | ブランソン ウルトラスチャル ニーデルラッスン デル エマーソン テクノロジーズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング アンド カンパニー オーエイチジー | レーザー透過接合技術を用いた接続方法、接合のための装置、および、レーザー透過接合された第１のプラスチック部品および第２のプラスチック部品から作られた部品 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100808125B1 (ko) | 열가소성 수지부재의 레이저 용착방법 및 레이저 용착장치 | |
| KR100783676B1 (ko) | 열가소성 수지부재의 레이저 용착방법 및 레이저 용작장치 | |
| KR100814056B1 (ko) | 열가소성 수지부재의 레이저 용착방법 및 레이저 용착장치 | |
| JP5502082B2 (ja) | 透過レーザ溶接により複合材料を製造する方法 | |
| JP2008531355A (ja) | レーザ溶接装置およびレーザ溶接方法 | |
| WO2007046536A1 (ja) | レーザ溶着用材料 | |
| JP2008007584A (ja) | 異種部材の接合方法及び異種部材接合品 | |
| JP2007260957A (ja) | パイプ形状品のレーザー溶着用継手およびパイプ形状品のレーザー溶着方法 | |
| JP2003251699A (ja) | 樹脂部品のレーザ溶着方法 | |
| JP3551157B2 (ja) | 樹脂部品のレーザ溶着方法 | |
| JP2002018961A (ja) | 樹脂成形品の接合方法 | |
| US20050251986A1 (en) | Method of joining pipe-shaped articles | |
| JP2004090628A (ja) | パイプ形状品の接合方法 | |
| JP2002284895A (ja) | 樹脂成形品 | |
| JP3630293B2 (ja) | 樹脂材のレーザ溶着方法 | |
| JP2007210203A (ja) | レーザー溶着方法およびレーザー溶着された樹脂部材 | |
| JP2004188802A (ja) | 樹脂部材のレーザー溶着方法 | |
| JP2005231172A (ja) | 樹脂溶接装置 | |
| JP4439892B2 (ja) | レーザー溶着方法 | |
| JP3596421B2 (ja) | 樹脂成形品の高強度化方法 | |
| JP4032862B2 (ja) | 樹脂部材のレーザー溶着方法 | |
| JP5412265B2 (ja) | 樹脂部材のレーザー溶着方法 | |
| JP2004058124A (ja) | 中空成形体の加工方法 | |
| JP2002120293A (ja) | 樹脂成形品の製造方法 | |
| JP2005067208A (ja) | 樹脂成形品 |