JP6167776B2 - ３部材のレーザー溶着構造 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂製の３つの部材がレーザー溶着されたレーザー溶着構造に関するものである。

従来のレーザー溶着に関する技術として、例えば特許文献１のように車両用流体フィルタ装置に適用されたものが知られている。

特許文献１のフィルタ装置は、ケースの周縁に上側フランジ部が形成された上側ケース構成部材と、ケースの周縁に下側フランジ部が形成された下側ケース構成部材との間に、フィルタエレメントが配置されている。

上側ケース構成部材、およびフィルタエレメントはレーザー光透過性樹脂で形成されており、また、下側ケース構成部材はレーザー光非透過性樹脂で形成されている。上側フランジ部において、張出し方向の外側となる領域には上側当接面が形成され、また、張出し方向の内側となる領域にはフィルタエレメントの周縁部が収納される収納凹部が形成されている。収納凹部の深さは、フィルタエレメントの周縁部の厚みよりも浅く形成されている。一方、下側フランジ部において、張出し方向の外側となる領域には下側当接面が形成され、また、張出し方向の内側となる領域にはエレメント溶着面が形成されている。

そして、上側当接面と下側当接面とがレーザー溶着され、また、フィルタエレメントの周縁部とエレメント溶着面とがレーザー溶着されている。

特開２００６−２３１８７５号公報

通常、２つの部材をレーザー溶着する際には、当接面同士を圧着させることで、溶着状態の信頼性を確保するようにしている。しかしながら、上記の特許文献１では、そのような圧着に関する記載は何らされていない。更に、上術したように、収納凹部の深さは、フィルタエレメントの周縁部の厚みよりも浅く形成されている。よって、特許文献１では、上側フランジ部と下側フランジ部とを例えば２つの冶具によって挟み込んで、上側当接面と下側当接面とを圧着させようとしても、フィルタエレメントの周縁部が収納凹部から多少突出することになる。従って、上下の当接面同士を確実に圧着させることができず、信頼性の高い溶着状態が得られない。

本発明の目的は、上記問題に鑑み、３つの部材をレーザー溶着するものにおいて、信頼性の高い溶着状態を確保可能な３部材のレーザー溶着構造を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。

本発明では、外周部において外側に張出す第１フランジ部（１４１）が形成された下側ケース（１４）と、
第１フランジ部（１４１）に対向するように、外周部において外側に張出す第２フランジ部（１１１）が形成された上側ケース（１１）と、
外周部において板状となる板状部（１５１）が形成されて、板状部（１５１）が第１フランジ部（１４１）と第２フランジ部（１１１）との間に配置される仕切り板（１５）とを備え、
第１フランジ部（１４１）は、光吸収性樹脂から形成されており、第２フランジ部（１１１）および板状部（１５１）は、光透過性樹脂から形成されており、
第１フランジ部（１４１）の張出し方向の内側領域には、板状部（１５１）を収容する収容凹部（１４１ｂ）が形成されており、
第１フランジ部（１４１）の張出し方向の外側領域で第２フランジ部（１１１）側に形成される第１当接面（１４１ａ）と、第２フランジ部（１１１）の張出し方向の外側領域で第１フランジ部（１４１）側に形成される第２当接面（１１１ａ）とがレーザー溶着されると共に、
収容凹部（１４１ｂ）の底部面（１４１ｃ）と、板状部（１５１）の第１フランジ部（１４１）側となる第１面（１５１ａ）とがレーザー溶着された３部材のレーザー溶着構造において、
板状部（１５１）の第２フランジ部（１１１）側となる第２面（１５１ｂ）は、第１当接面（１４１ａ）よりも第２フランジ部（１１１）側に突出しており、第２フランジ部には、第２当接面よりも張出し方向の内側領域に、第２当接面よりもへこんでいる凹部（１１１ｂ）が形成されており、
且つ、第２面（１５１ｂ）と、第２フランジ部（１１１）の第２面（１５１ｂ）と対向する対向面（１１１ｃ）との間には、隙間部（１５２）が形成されていることを特徴としている。

この発明によれば、上記のように、第２面（１５１ｂ）は、第１当接面（１４１ａ）よりも第２フランジ部（１１１）側に突出している。よって、第１フランジ部（１４１）と板状部（１５１）とをレーザー溶着するにあたって、第１フランジ部（１４１）と板状部（１５１）とを所定の冶具で挟み込み、収容凹部（１４１ｂ）の底部面（１４１ｃ）と板状部（１５１）の第１面（１５１ａ）とを圧着させる際に、冶具が第１当接面（１４１ａ）に当たることが無い。従って、底部面（１４１ｃ）と第１面（１５１ａ）とを確実に圧着させることができる。

この状態で、レーザー光を板状部（１５１）側から照射し、底部面（１４１ｃ）を溶融させ、更に、この溶融時の熱によって第１面（１５１ａ）をも溶融させることで、底部面（１４１ｃ）と第１面（１５１ａ）とを確実に溶着することができる。

また、本発明では、第２面（１５１ｂ）と対向面（１１１ｃ）との間には、隙間部（１５２）が形成されている。よって、第１フランジ部（１４１）と第２フランジ部（１１１）とをレーザー溶着するにあたって、第１フランジ部（１４１）と第２フランジ部（１１１）とを所定の冶具で挟み込み、第１当接面（１４１ａ）と第２当接面（１１１ａ）とを圧着させる際に、対向面（１１１ｃ）が第２面（１５１ｂ）に当たることが無い。従って、第１当接面（１４１ａ）と第２当接面（１１１ａ）とを確実に圧着させることができる。

この状態で、レーザー光を第２フランジ部（１１１）側から照射し、第１当接面（１４１ａ）を溶融させ、更に、この溶融時の熱によって第２当接面（１１１ａ）をも溶融させることで、第１フランジ部（１４１）と第２フランジ部（１１１）とを確実に溶着することができる。

総じて、第１フランジ部（１４１）と第２フランジ部（１１１）とがレーザー溶着されると共に、第１フランジ部（１４１）と板状部（１５１）とがレーザー溶着される３部材のレーザー溶着構造（１００）において、信頼性の高い溶着状態を確保することが可能となる。

尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

第１実施形態における蒸発燃料パージ装置の外観を示す斜視図である。 図１におけるＩＩ−ＩＩ部における断面を示す断面図である。 図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ部における断面を示す断面図である。 図２におけるＩＶ部を示す拡大断面図である。 第１フランジ部と板状部とをレーザー溶着する際の第１工程を示す断面図である。 第１フランジ部と第２フランジ部とをレーザー溶着する際の第２工程を示す断面図である。

以下に、図面を参照しながら本発明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他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態にかかる３部材のレーザー溶着構造（以下、レーザー溶着構造）１００について、図１〜図６を用いて説明する。レーザー溶着構造１００は、例えば、車両用の蒸発燃料パージ装置１０に適用されている。

ここで、蒸発燃料パージ装置１０は、燃料タンク内で発生する蒸発燃料が、給油時等に大気中に放出されるのを防止するために、蒸発燃料をエンジンの吸気系（吸気マニホールド）に導入（パージ）するものである。エンジンの吸気系に導入された蒸発燃料は、インジェクタ等からエンジンに供給される本来の燃焼用燃料と混合されて、エンジンのシリンダ内で燃焼されるようになっている。蒸発燃料パージ装置１０は、蒸発燃料パージ系と、エンジンの吸気系とに接続されている。

蒸発燃料パージ系は、燃料タンクから吸気マニホールドに接続される蒸発燃料配管によって形成されている。一方、エンジンの吸気系は、吸気マニホールドに接続される吸気管の途中に吸気を加圧する過給機が設けられて形成されている。そして、過給機には、過給機の上流側と下流側とを接続する還流路が設けられている。還流路の途中にはエジェクタが介在されている。過給機の作動時においては、還流路によってエジェクタには吸気の一部が流通するようになっている。

そして、蒸発燃料パージ装置１０は、蒸発燃料配管の途中に配置されて、後述する燃料流入パイプ１２が燃料タンク側に接続され、また、燃料流出パイプ２１が吸気マニホールド側に接続されている。更に、エジェクタ用パイプ２２は、エジェクタの吸引部側に接続されている。

以下、蒸発燃料パージ装置１０について簡単に説明する。蒸発燃料パージ装置１０は、図１〜図３に示すように、入口側ケース１１、燃料流入パイプ１２、フィルタ１３、出口側ケース１４、仕切り板１５、バルブ１６、主流路１７、分岐流路１８、第１逆止弁１９、第２逆止弁２０、燃料流出パイプ２１、およびエジェクタ用パイプ２２等を備えている。

入口側ケース１１は、後述する出口側ケース１４側（ここでは下側）に開口部１１ａを有する樹脂製の容器となっており、開口部１１ａの外周部には、外周壁に対して交差する方向で外側に突出するフランジ部１１１が形成されている。入口側ケース１１の内部は、内部空間１１ｂとなっている。内部空間１１ｂは、流入された蒸発燃料を、後述する仕切り板１５の連通孔１５ｂに流す内部流路を形成する。内部流路は、後述する出口側ケース１４内に形成される主流路１７の上流側を形成する流路となる。

燃料流入パイプ１２は、燃料タンク側から蒸発燃料を入口側ケース１１（内部空間１１ｂ）内に流入させるパイプであり、入口側ケース１１と一体的に形成されている。燃料流入パイプ１２は、入口側ケース１１において天井側（ここでは上側）で凹みが形成された部位に設けられており、燃料流入パイプ１２の長手方向は、フランジ部１１１が突出する方向と平行となるように配置されている。

フィルタ１３は、蒸発燃料中の塵や埃等を捕捉するものであり、内部空間１１ｂによって形成される内部流路の途中部位に配設されている。フィルタ１３は、例えば微細な網目状を成すメッシュ部材から形成されている。

出口側ケース１４は、上記入口側ケース１１側（ここでは上側）に開口部１４ａを有する樹脂製の容器となっており、開口部１４ａの外周部には、外周壁に対して交差する方向で外側に突出するフランジ部１４１が形成されている。

また、出口側ケース１４の底部側で、燃料流入パイプ１２の長手方向に直交して互いに対向する側壁において、後述する燃料流出パイプ２１、およびエジェクタ用パイプ２２に対応する部位は、共に内側に凹むように形成されている。凹まされた内側は、扁平な円筒状の空間を形成している。そして、凹まされた底部側となる壁は、第１壁部１４ｂ、および第２壁部１４ｃとなっている。第１壁部１４ｂには連通孔１４ｄが形成され、また、第２壁部１４ｃには連通孔１４ｅが形成されている。連通孔１４ｄは、出口側ケース１４内と後述する燃料流出パイプ２１とを連通させる孔であり、また、連通孔１４ｅは、出口側ケース１４内と後述するエジェクタ用パイプ２２とを連通させる孔である。

仕切り板１５は、全体が板状を成して、内側領域に一部、厚肉となる厚肉部１５ａを有する部材となっている。仕切り板１５は、出口側ケース１４の開口部１４ａを閉塞するように配置されており、外周部において板状となる板状部１５１が入口側ケース１１のフランジ部１１１と、出口側ケース１４のフランジ部１４１との間に配置されている。

厚肉部１５ａは、仕切り板１５において、入口側ケース１１内のフィルタ１３よりも下流側となる領域に対応する部位に形成されている。この厚肉部１５ａには、連通孔１５ｂが形成されている。連通孔１５ｂは、入口側ケース１１の内部空間１１ｂと、出口側ケース１４内とを連通させる孔となっている。また、厚肉部１５ａにおいて、出口側ケース１４側となる連通孔１５ｂの外周部分は、後述するバルブ１６の弁体１６ａが着座する弁座１５ｃとなっている。

バルブ１６は、上記連通孔１５ｂを開閉する開閉手段であり、出口側ケース１４内において、連通孔１５ｂと対向する部位に配設されている。バルブ１６は、弁体１６ａ、電磁コイル１６ｂ、およびスプリング１６ｃを備えた電磁弁が使用されている。バルブ１６は、図示しない制御部によって、コネクタ１６ｄのターミナル１６ｅを介して電磁コイル１６ｂに通電されたときの電磁力と、スプリング１６ｃの弾性力とのバランスによって、弁体１６ａを移動させて連通孔１５ｂを開閉するようになっている。

バルブ１６は、通常は連通孔１５ｂを閉じた状態を維持しており、制御部によって電磁コイル１６ｂに通電されると、電磁力がスプリングの弾性力に打ち勝って、連通孔１５ｂを開いた状態にするようになっている。

主流路１７は、出口側ケース１４内において蒸発燃料が流通する流路であり、連通孔１５ｂ、バルブ１６の弁体１６ａ、出口側ケース１４内部、更には第１壁部１４ｂの連通孔１４ｄを介して燃料流出パイプ２１に至る流路として形成されている。

分岐流路１８は、出口側ケース１４内において上記主流路１７から分岐する流路であり、バルブ１６の弁体１６ａから出口側ケース１４内部、第２壁部１４ｃの連通孔１４ｅを介してエジェクタ用パイプ２２に至る流路として形成されている。よって、バルブ１６（弁体１６ａ）は、分岐流路１８が分岐する分岐点よりも上流側となる主流路１７に配置されていることになる。

第１逆止弁１９は、主流路１７において、分岐流路１８が分岐する分岐点よりも下流側に配設された弁である。具体的には、第１逆止弁１９は、第１壁部１４ｂに配設されている。第１逆止弁１９は、主流路１７において、燃料流入パイプ１２から内部空間１１ｂ、連通孔１５ｂ、バルブ１６（弁体１６ａ）、主流路１７、更には燃料流出パイプ２１への蒸発燃料の本来の流通を許容するようになっている。加えて、第１逆止弁１９は、燃料流出パイプ２１側から燃料流入パイプ１２側への蒸発燃料の逆流を阻止するようになっている。第１逆止弁１９は、蒸発燃料の本来の流通に伴って流路を開き、蒸発燃料の逆流に伴って流路を閉じる傘状の弁体が使用されている。

第２逆止弁２０は、分岐流路１８に配設された弁である。具体的には、第２逆止弁２０は、第２壁部１４ｃに配設されている。第２逆止弁２０は、分岐流路１８において、燃料流入パイプ１２から内部空間１１ｂ、連通孔１５ｂ、バルブ１６（弁体１６ａ）、分岐流路１８、更にはエジェクタ用パイプ２２への蒸発燃料の本来の流通を許容するようになっている。加えて、第２逆止弁２０は、エジェクタ用パイプ２２側から燃料流出パイプ２１側（あるいは燃料流入パイプ１２側）への蒸発燃料の逆流を阻止するようになっている。第２逆止弁２０は、上記第１逆止弁１９と同様に、蒸発燃料の本来の流通に伴って流路を開き、蒸発燃料の逆流に伴って流路を閉じる傘状の弁体が使用されている。

燃料流出パイプ２１は、第１逆止弁１９の下流側で主流路１７に連通して、出口側ケース１４の外側に突出すると共に、吸気マニホールドへ蒸発燃料を流出させる樹脂製のパイプとなっている。燃料流出パイプ２１は、出口側ケース１４に対しては、別部品として形成されており、付け根部側にはフランジ部２１ａが一体的に設けられている。また、フランジ部２１ａの外周部には、外周壁部２１ｂが形成されている。そして、フランジ部２１ａは、出口側ケース１４の第１壁部１４ｂと対向して、凹まされた側壁部の開口側を塞ぐように組付けされて、フランジ部２１ａの外周壁部２１ｂと凹みの内周側とが互いに接合（例えば、超音波溶着）されている。

エジェクタ用パイプ２２は、第２逆止弁２０の下流側で分岐流路１８に連通して、出口側ケース１４の外側に突出すると共に、エジェクタの吸引部へ蒸発燃料を流出させる樹脂製のパイプとなっている。エジェクタ用パイプ２２は、上記燃料流出パイプ２１と同様に、出口側ケース１４に対しては、別部品として形成されており、付け根部側にはフランジ部２２ａが一体的に設けられている。また、フランジ部２２ａの外周部には、外周壁部２２ｂが形成されている。そして、フランジ部２２ａは、出口側ケース１４の第２壁部１４ｃと対向して、凹まされた側壁部の開口側を塞ぐように組付けされて、フランジ部２２ａの外周壁部２２ｂと凹みの内周側とが互いに接合（例えば、超音波溶着）されている。エジェクタ用パイプ２２は、燃料流出パイプ２１とは反対側を向くように出口側ケース１４に接合されている。

上記のように構成される蒸発燃料パージ装置１０においては、車両の走行時に、過給機が作動していない場合に、図示しない制御部によってバルブ１６が開かれる。すると、ピストンの吸入作用によって発生する吸気マニホールド内の負圧によって、燃料タンクの蒸発燃料は、燃料流入パイプ１２、内部空間（内部流路）１１ｂ、フィルタ１３、連通孔１５ｂ、バルブ１６、主流路１７、第１逆止弁１９（連通孔１４ｄ）、および燃料流出パイプ２１を流れ、吸気マニホールド内に吸引されるようになっている。

また、車両の走行時に、過給機が作動している場合には、吸気マニホールド内は加圧された吸気によって正圧となるので、上記のような蒸発燃料の吸引が困難となる。この場合は、過給機によって過給された吸気の一部が、過給機の下流側から、還流路、エジェクタ内を流通して、過給機の上流側に戻る。

このとき、制御部によってバルブ１６が開かれると、エジェクタの吸引部の吸引作用により、燃料タンクの蒸発燃料は、燃料流入パイプ１２、内部空間（内部流路）１１ｂ、フィルタ１３、連通孔１５ｂ、バルブ１６、分岐流路１８、第２逆止弁２０（連通孔１４ｅ）、およびエジェクタ用パイプ２２を通り、吸引部からエジェクタに吸引され、エジェクタ内を流通する吸気と共に過給機の上流側に供給されるようになっている。

本蒸発燃料パージ装置１０では、出口側ケース１４のフランジ部１４１に、入口側ケース１１のフランジ部１１１がレーザー溶着されている。また、出口側ケース１４のフランジ部１４１に仕切り板１５の板状部１５１がレーザー溶着されている。そして、これらの溶着部がレーザー溶着構造１００を形成している。以下、その詳細について、図４〜図６を加えて説明する。

尚、出口側ケース１４は本発明の第１部材に対応し、入口側ケース１１は本発明の第２部材に対応し、仕切り板１５は本発明の第３部材に対応する。また、以下においては、出口側ケース１４のフランジ部１４１を第１フランジ部１４１と呼び、入口側ケース１１のフランジ部１１１を第２フランジ部１１１と呼ぶことにする。

第１フランジ部１４１（出口側ケース１４）は、レーザー溶着時のレーザー光を吸収可能とする光吸収性樹脂から形成されている。図４に示すように、第１フランジ部１４１の張出し方向の外側領域で、第２フランジ部１１１と対向する側の面は、第１当接面１４１ａとして形成されている。また、第１当接面１４１ａには、第１フランジ部１４１の全周にわたって、第２フランジ部１１１（後述する第２当接面１１１ａ）側に突出する凸部１４１ｄが一体的に形成されている（図５）。凸部１４１ｄは、例えば、先端側に向けて幅寸法が小さくなる三角形状、あるいは半円形状等に形成されている。尚、ここでは、第１当接面１４１ａ、および第２当接面１１１ａのうち、第１当接面１４１ａが本発明の一方側に対応し、第２当接面１１１ａが本発明の他方側に対応している。

また、第１フランジ部１４１において、第１フランジ部１４１の張出し方向で第１当接面１４１ａよりも内側となる領域には、第１当接面１４１ａよりもへこまされて、板状部１５１を収容可能とする収容凹部１４１ｂが形成されている。収容凹部１４１ｂのへこまされた底部は、底部面１４１ｃとなっている。よって、第１当接面１４１ａと収容凹部１４１ｂとの間は、階段状の段部１４１ｆとなっている。そして、第１フランジ部１４１において、第１当接面１４１ａおよび収容凹部１４１ｂとは反対側となる反対側面１４１ｅは、段差等のない１つの平面として形成されている。

第２フランジ部１１１（入口側ケース１１）は、レーザー溶着時のレーザー光を透過可能とする光透過性樹脂から形成されている。第２フランジ部１１１の張出し方向の外側領域で、第１フランジ部１４１と対向する側の面は、第２当接面１１１ａとして形成されている。第２当接面１１１ａの設定領域は、第１当接面１４１ａの設定領域と対応しており、第１当接面１４１ａと第２当接面１１１ａとは、互いに当接する面となっている。

また、第２フランジ部１１１において、第２フランジ部１１１の張出し方向で第２当接面１１１ａよりも内側となる領域には、第２当接面１１１ａよりもへこまされた凹部１１１ｂが形成されている。凹部１１１ｂのへこまされた底部は、後述する板状部１５１の第２面１５１ｂが対向する対向面１１１ｃとなっている。よって、第２当接面１１１ａと凹部１１１ｂとの間は、階段状の段部１１１ｄとなっている。

板状部１５１（仕切り板１５）は、レーザー溶着時のレーザー光を透過可能とする光透過性樹脂から形成されている。板状部１５１は、収容凹部１４１ｂに収容されている。板状部１５１において、底部面１４１ｃと当接する側の面は、第１面１５１ａとなっている。また板状部１５１において、対向面１１１ｃと対向する側の面は、第２面１５１ｂとなっている。

板状部１５１が収容凹部１４１ｂに収容された状態で、第２面１５１ｂは、第１当接面１４１ａよりも第２フランジ部１１１側に第１所定量だけ突出するようになっている。つまり、収容凹部１４１ｂの深さ寸法よりも、板状部１５１の厚さ寸法の方が第１所定量だけ大きく設定されている。

また、第２面１５１ｂと、対向面１１１ｃとの間には、第２所定量の隙間部１５２が形成されるようになっている。つまり、第２面１５１ｂの第１当接面１４１ａからの突出寸法よりも、凹部１１１ｂの深さ寸法の方が、第２所定量だけ大きく設定されている。

更に、第２当接面１１１ａに対応する第２フランジ部１１１の厚さ寸法ｔｆと、板状部１５１の厚さ寸法ｔｐは、同一となるように設定されている。

次に、第１フランジ部１４１、第２フランジ部１１１、および板状部１５１間におけるレーザー溶着の実施要領を説明する。

１．第１工程（第１フランジ部と板状部との溶着、図５）
まず、第１フランジ部１４１を受け冶具２１０の上側にセットする。続いて、第１フランジ部１４１（出口側ケース１４）に、板状部１５１（仕切り板１５）をセットする。このとき、板状部１５１を収容凹部１４１ｂにはめ込むようにセットすることで、板状部１５１は、底部面１４１ｃと段部１４１ｆとによって、第１フランジ部１４１に対して位置決めされる。

次に、板状部１５１の第２面１５１ｂに押え冶具２２０をセットする。つまり、第１フランジ部１４１の反対側面１４１ｅと、板状部１５１の第２面１５１ｂとを、受け冶具２１０と押え冶具２２０とで挟み込むようにして、押え冶具２２０によって、受け冶具２１０側に所定の押え力を付加する。尚、押え冶具２２０のセット位置は、後述するレーザー光の照射を妨げないように、第２面１５１ｂの先端側としている。また、押え冶具２２０において、凸部１４１ｄと対応する部位には、予め、切欠き部２２０ａが設けられており、押え冶具２２０と凸部１４１ｄとが干渉しないようにしている。この受け冶具２１０と押え冶具２２０とによって、底部面１４１ｃと第１面１５１ａとが圧着される。

次に、底部面１４１ｃの中央部を狙って板状部１５１の外側からレーザー溶着用のレーザー光を照射する。レーザー光は、光透過性の板状部１５１を透過して底部面１４１ｃに至る。光吸収性の底部面１４１ｃは、レーザー光の熱エネルギーを吸収して溶融される。更に、この溶融時の熱が板状部１５１側にも伝えられて、第１面１５１ａも溶融される。このようにレーザー光によって底部面１４１ｃと第１面１５１ａとの間に溶融プールが形成され、両面１４１ｃ、１５１ａが溶着される。上記の溶着は、レーザー光の照射位置が順次移動されることで、第１フランジ部１４１の全周にわたって実施される。

２．第２工程（第１フランジ部と第２フランジ部との溶着、図６）
上記溶着時に用いた押え冶具２２０による押え力を解除すると共に、受け冶具２１０に対して押え冶具２２０を移動させて待機状態とする。

次に、第１フランジ部１４１（出口側ケース１４）に、第２フランジ部１１１（入口側ケース１１）をセットする。このとき、例えば、第１フランジ部１４１、および第２フランジ部１１１に予め設けられた図示しない位置決め部を用いることで、第２フランジ部１１１は、第１フランジ部１４１および板状部１５１に対して位置決めされる。そして、第１当接面１４１ａと第２当接面１１１ａとが互いに当接される。また、第２面１５１ｂと対向面１１１ｃとの間には隙間部１５２が形成される。

尚、第２面１５１ｂは、第１当接面１４１ａから突出しており、また、第２当接面１１１ａと凹部１１１ｂとの間には、段部１１１ｄが形成されている。よって、段部１１１ｄを板状部１５１の長手方向端部に合わせるようにセットすることで、第２フランジ部１１１を、第１フランジ部１４１および板状部１５１に対して位置決めするようにしても良い。

次に、第２フランジ部１１１の外側面に押え冶具２２０とは別の押え冶具２３０をセットする。つまり、第１フランジ部１４１の反対側面１４１ｅと、第２フランジ部１１１の外側面とを、受け冶具２１０と押え冶具２３０とで挟み込むようにして、押え冶具２３０によって、受け冶具２１０側に所定の押え力を付加する。尚、押え冶具２３０のセット位置は、後述するレーザー光の照射を妨げないように、第２フランジ部１１１の先端側としている。この受け冶具２１０と押え冶具２３０とによって、第１当接面１４１ａと第２当接面１１１ａとが圧着される。

尚、押え冶具２３０については、上記第１工程で説明した押え冶具２２０を移動させて使用することで、押え冶具２２０によって兼用するようにしても良い。

次に、第１当接面１４１ａの中央部を狙って第２フランジ部１１１の外側からレーザー溶着用のレーザー光を照射する。ここで、本工程におけるレーザー光のエネルギーは、上記の第１工程におけるレーザー光のエネルギーと同一となるように設定している。レーザー光は、第１工程と同様に、光透過性の第２フランジ部１１１を透過して第１当接面１４１ａに至る。光吸収性の第１当接面１４１ａは、レーザー光の熱エネルギーを吸収して溶融される。更に、この溶融時の熱が第２当接面１１１ａ側にも伝えられて、第２当接面１１１ａも溶融される。このようにレーザー光によって第１当接面１４１ａと第２当接面１１１ａとの間に溶融プールが形成され、両当接面１４１ａ、１１１ａが溶着される。上記の溶着は、レーザー光の照射位置が順次移動されることで、第１フランジ部１４１の全周にわたって実施される。尚、第１当接面１４１ａに形成された凸部１４１ｄは、上記の圧着および溶着により、潰された状態となっている。

以上のように、本実施形態では、第２面１５１ｂは、第１当接面１４１ａよりも第２フランジ部１１１側に突出するようにしている。よって、第１フランジ部１４１と板状部１５１とをレーザー溶着するにあたって、第１フランジ部１４１と板状部１５１とを受け冶具２１０と押え冶具２２０とで挟み込み、収容凹部１４１ｂの底部面１４１ｃと、板状部１５１の第１面１５１ａとを圧着させる際に、押え冶具２２０が第１当接面１４１ａに当たることが無い。従って、底部面１４１ｃと第１面１５１ａとを確実に圧着させることができる。

この状態で、レーザー光を板状部１５１側から照射して、底部面１４１ｃを溶融させ、更に、この溶融時の熱によって第１面１５１ａをも溶融させることで、底部面１４１ｃと第１面１５１ａとを確実に溶着することができる。

また、本実施形態では、第２面１５１ｂと対向面１１１ｃとの間には、隙間部１５２が形成されるようにしている。よって、第１フランジ部１４１と第２フランジ部１１１とをレーザー溶着するにあたって、第１フランジ部１４１と第２フランジ部１１１とを受け冶具２１０と押え冶具２３０（２２０）とで挟み込み、第１当接面１４１ａと第２当接面１１１ａとを圧着させる際に、対向面１１１ｃが第２面１５１ｂに当たることが無い。従って、第１当接面１４１ａと第２当接面１１１ａとを確実に圧着させることができる。

この状態で、レーザー光を第２フランジ部１１１側から照射して、第１当接面１４１ａを溶融させ、更に、この溶融時の熱によって第２当接面１１１ａをも溶融させることで、第１フランジ部１４１と第２フランジ部１１１とを確実に溶着することができる。

総じて、第１フランジ部１４１と第２フランジ部１１１とがレーザー溶着されると共に、第１フランジ部１４１と板状部１５１とがレーザー溶着されるレーザー溶着構造１００において、信頼性の高い溶着状態を確保することが可能となる。

また、本実施形態では、第２当接面１１１ａに対応する第２フランジ部１１１の厚さ寸法ｔｆ、および板状部１５１の厚さ寸法ｔｐは、同一に設定されている。これにより、第１工程において底部面１４１ｃに照射するレーザー光のエネルギーと、第２工程において第１当接面１４１ａに照射するレーザー光のエネルギーとを同一にしてそれぞれの部位の溶着を行うことが可能となる。従って、溶着時の条件設定をシンプルにすることができる。

また、本実施形態では、第１当接面１４１ａには、第２当接面１１１ａ側に突出する凸部１４１ｄが形成されており、凸部１４１ｄは、第１当接面１４１ａと第２当接面１１１ａとのレーザー溶着によって潰されている。これにより、第１当接面１４１ａと第２当接面１１１ａとの間は、隙間の無い状態が形成され、潰された凸部１４１ｄによるシール構造を形成することができるので、両当接面１４１ａ、１１１ａ間のシール性を向上させることができる。

また、本実施形態では、第１フランジ部１４１において、第１当接面１４１ａおよび収容凹部１４１ｂとは反対側となる反対側面１４１ｅは、１つの平面として形成されている。これにより、第１フランジ部１４１と板状部１５１とを溶着するとき、および第１フランジ部１４１と第２フランジ部１１１とを溶着するときとで、受け冶具２１０を段部の無い簡素な形状で、同一のものとすることができるので、冶具費を低減することができる。

（その他の実施形態）
上記第１実施形態では、第２当接面１１１ａに対応する第２フランジ部１１１の厚さ寸法ｔｆと、板状部１５１の厚さ寸法ｔｐとは、同一となるようにした。しかしながら、第１工程と第２工程とでレーザー光のエネルギーを調節して対応するようにすれば、両厚さ寸法は異なる設定としても良い。

また、第１当接面１４１ａに凸部１４１ｄを設けるようにしたが、この凸部１４１ｄを第２当接面１１１ａ側に設けるようにしても良い。また、第１当接面１４１ａと第２当接面１１１ａとのレーザー溶着によって、両当接面１４１ａ、１１１ａ間のシール性が充分確保できる場合は、凸部１４１ｄを廃止するようにしても良い。

また、第１フランジ部１４１において、反対側面１４１ｅは、１つの平面となるように形成したが、第１当接面１４１ａと収容凹部１４１ｂとに応じた、段付きの面となるようにしても良い。この場合は、受け冶具２１０を、この段付き面に対応する段部の形成されたものとする、あるいは、第１工程と第２工程とで受け冶具２１０を移動させる等によって対応することも可能である。

また、本レーザー溶着構造１００を、蒸発燃料パージ装置１０に適用するものとして説明したが、これに限らず、同様の溶着部を形成する３部材をレーザー溶着するものに対して広く適用することができる。

１０ 蒸発燃料パージ装置
１１ 入口側ケース（第２部材）
１４ 出口側ケース（第１部材）
１５ 仕切り板（第３部材）
１００ ３部材のレーザー溶着構造
１１１ 第２フランジ部、１１１ａ 第２当接面、１１１ｃ 対向面
１４１ 第１フランジ部、１４１ａ 第１当接面、１４１ｂ 収容凹部、
１４１ｃ 底部面、１４１ｄ 凸部
１５１ 板状部、１５１ａ 第１面、１５１ｂ 第２面
１５２ 隙間部

Claims (4)

1. 外周部において外側に張出す第１フランジ部（１４１）が形成された下側ケース（１４）と、
   前記第１フランジ部（１４１）に対向するように、外周部において外側に張出す第２フランジ部（１１１）が形成された上側ケース（１１）と、
   外周部において板状となる板状部（１５１）が形成されて、前記板状部（１５１）が前記第１フランジ部（１４１）と前記第２フランジ部（１１１）との間に配置される仕切り板（１５）とを備え、
   前記第１フランジ部（１４１）は、光吸収性樹脂から形成されており、前記第２フランジ部（１１１）および前記板状部（１５１）は、光透過性樹脂から形成されており、
   前記第１フランジ部（１４１）の張出し方向の内側領域には、前記板状部（１５１）を収容する収容凹部（１４１ｂ）が形成されており、
   前記第１フランジ部（１４１）の張出し方向の外側領域で前記第２フランジ部（１１１）側に形成される第１当接面（１４１ａ）と、前記第２フランジ部（１１１）の張出し方向の外側領域で前記第１フランジ部（１４１）側に形成される第２当接面（１１１ａ）とがレーザー溶着されると共に、
   前記収容凹部（１４１ｂ）の底部面（１４１ｃ）と、前記板状部（１５１）の前記第１フランジ部（１４１）側となる第１面（１５１ａ）とがレーザー溶着された３部材のレーザー溶着構造において、
   前記板状部（１５１）の前記第２フランジ部（１１１）側となる第２面（１５１ｂ）は、前記第１当接面（１４１ａ）よりも前記第２フランジ部（１１１）側に突出しており、前記第２フランジ部には、前記第２当接面よりも張出し方向の内側領域に、前記第２当接面よりもへこんでいる凹部（１１１ｂ）が形成されており、
   且つ、前記第２面（１５１ｂ）と、前記第２フランジ部（１１１）の前記第２面（１５１ｂ）と対向する対向面（１１１ｃ）との間には、隙間部（１５２）が形成されていることを特徴とする３部材のレーザー溶着構造。
2. 前記第２当接面（１１１ａ）に対応する前記第２フランジ部（１１１）の厚さ寸法（ｔｆ）、および前記板状部（１５１）の厚さ寸法（ｔｐ）は、同一に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の３部材のレーザー溶着構造。
3. 前記第１当接面（１４１ａ）あるいは前記第２当接面（１１１ａ）のいずれか一方には、他方側に突出する凸部（１４１ｄ）が形成されており、
   前記凸部（１４１ｄ）は、前記第１当接面（１４１ａ）と前記第２当接面（１１１ａ）とのレーザー溶着によって潰されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の３部材のレーザー溶着構造。
4. 前記第１フランジ部（１４１）において、前記第１当接面（１４１ａ）および前記収容凹部（１４１ｂ）とは反対側となる面は、１つの平面として形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の３部材のレーザー溶着構造。

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