JP4193541B2

JP4193541B2 - Laser welding method

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Publication number: JP4193541B2
Application number: JP2003085771A
Authority: JP
Inventors: 健志谷垣; 託巳山本
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2003-03-26
Filing date: 2003-03-26
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2023-03-26
Also published as: JP2004291344A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレーザ溶着方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、レーザ溶着方法が開発されている（特許文献１,特許文献２）。レーザ溶着方法は、レーザビームに対して透過性を有する第１樹脂部材と、レーザビームに対して吸収性を有する第２樹脂部材とを用意する工程と、第１樹脂部材の第１接合部と第２樹脂部材の第２接合部とを重ねた状態で、レーザビームを第１樹脂部材に照射させることにより、第１樹脂部材の第１接合部と第２樹脂部材の第２接合部とを接合する接合工程とを順に実施する方法である。この方法によれば、第１樹脂部材を透過したレーザビームが第２樹脂部材に到達すると、レーザビームに対して吸収性が良い第２樹脂部材の第２接合部が部分的に溶融する。この状態で、圧着させれば、第１樹脂部材の第１接合部と第２樹脂部材の第２接合部とが接合される。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６０−２１４９３１号公報
【特許文献２】
特開２００１−１０５４９９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した特許文献１，２に係る技術によれば、レーザ溶着の溶着部分の強度を確保することができる。
【０００５】
産業界では、レーザ溶着の溶着部分の強度を安定化させ、レーザ溶着の品質を更に高めることが要望されている。なお、特許文献１，２は、レーザビーム透過性を有する樹脂部材におけるレーザビームの透過のばらつき、レーザビーム透過性を有する樹脂部材の結晶化度を高めることに言及しているものではない。
【０００６】
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、レーザ溶着の品質を更に高めるのに有利なレーザ溶着方法を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記した課題のもとにレーザ溶着方法について鋭意開発を進めている。そして、レーザビーム透過性を有する樹脂部材は、レーザビーム透過率が高いものであるものの、実際には、樹脂部材の各部位におけるレーザビームの透過率がかなりばらついていることを知見した。
【０００８】
すなわち、樹脂部材を構成する樹脂材料の結晶化度は、成形条件によって各部位毎にかなりばらついているものであり、樹脂材料の結晶化度がレーザビーム透過性に大きく影響を与えることを知見した。しかも、樹脂材料の結晶化度を低減させた方が、樹脂材料におけるレーザビームの吸収を少なくしてレーザビームの透過率を向上させることができ、レーザの出力を抑えつつレーザビームの透過率を確保できる。そこで、レーザビーム透過性を有する樹脂材料の結晶化度をなるべく低減させることにより、レーザビームの透過率を高める開発が進められている。
【０００９】
しかしながら、本発明者は、レーザビーム透過性を有する樹脂材料の各部位におけるレーザビームの透過率の差を低減させることが有効であることを知見し、試験で確認し、本発明を完成した。
【００１０】
すなわち、樹脂部材の結晶化度を高めれば、樹脂部材におけるレーザビームの透過率自体はやや低下するかもしれない。しかし、結晶化度が高い部位では、結晶化度は飽和性を有するため、ゲート部の位置を調整したり結晶化促進剤を添加したりしても結晶化度の増加率は低い。これに対して、結晶化度が低い部位では、ゲート部の位置を調整したり結晶化促進剤を添加したりすれば、結晶化度の増加率は高い。これよりレーザビーム透過性を有する樹脂材料の全体において結晶化度を高めれば、第１接合部においてレーザビームの透過率の差（レーザビームの透過率が最も高い部位とレーザビームの透過率が最も低い部位との透過率の差）を低減させることができ、レーザ溶着部分の品質の更なる安定化を図り得ることを知見し、試験で確認し、本発明を完成した。
【００１１】
更に本発明者は、レーザビーム透過性を有する第１樹脂部材を成形する際に、隣設するゲート部間の距離を小さくしても、レーザビーム透過性を有する第１樹脂部材の第１接合部における結晶化度のばらつきが低減され、ひいては、第１接合部におけるレーザビームの透過率の差を低減させ得、レーザ溶着部分の品質の更なる安定化を図り得ることを知見し、試験で確認し、本発明を完成した。
【００１２】
すなわち、第１の様相の本発明に係るレーザ溶着方法は、レーザビームに対して透過性を有する第１接合部をもつ第１樹脂部材と、第２接合部をもつ第２樹脂部材とを用意する工程と、
レーザビームを第１樹脂部材の第１接合部に照射することにより、第１樹脂部材の第１接合部と前記第２樹脂部材の第２接合部とを接合する接合工程とを順に実施するレーザ溶着方法において、
第１樹脂部材のうち少なくとも第１接合部は、成形型のキャビティに複数のゲート部から流動性をもつ樹脂材料を注入することにより形成されており、レーザビームの照射前において、第１樹脂部材の第１接合部の接合面は、ゲート部の跡を有しない樹脂で構成されており、
第１樹脂部材の第１接合部の接合面において結晶化度のばらつきが低減されており、レーザビームの透過率が最も高い部位とレーザビームの透過率が最も低い部位との透過率の差が低減されていることを特徴とするものである。
【００１３】
透過率の差としては、レーザビームの透過率が最も高い部位と、レーザビームの透過率が最も低い部位との間におけるレーザビームの透過率の差を意味する。
【００１４】
ゲート部は樹脂注入部であり、徐冷される傾向が強いため、ゲート部の跡は他の部位よりも結晶化度が高まり易く、レーザビームの透過率の差を発生させる要因となる。
【００１５】
このため、第１樹脂部材の第１接合部の接合面がゲート部の跡を有しない樹脂で構成とされていれば、第１接合部における結晶化度のばらつきが低減され、第１接合部におけるレーザビームの透過率の差が低減される。
【００１６】
第２の様相の本発明に係るレーザ溶着方法は、レーザビームに対して透過性を有する第１接合部をもつ第１樹脂部材と、第２接合部をもつ第２樹脂部材とを用意する工程と、
レーザビームを第１樹脂部材の第１接合部に照射することにより、第１樹脂部材の第１接合部と第２樹脂部材の第２接合部とを接合する接合工程とを順に実施するレーザ溶着方法において、
レーザビームの照射前において、第１樹脂部材のうち少なくとも第１接合部は成形型のキャビティに複数のゲート部から流動性をもつ樹脂材料を注入することにより形成されており、隣設するゲート部間の距離は７０ミリメートル以下に設定されており、第１樹脂部材の第１接合部において、結晶化度のばらつきが低減されており、レーザビームの透過率が最も高い部位とレーザビームの透過率が最も低い部位との透過率の差が低減されていることを特徴とするものである。
【００１７】
ゲート部は樹脂注入部であり、徐冷される傾向が強いため、ゲート部付近の結晶化度は高くなる傾向がある。これに対してゲート部から離れた部位では、樹脂の冷却が速いため、結晶化度は低くなる傾向がある。
【００１８】
そこで、第１樹脂部材のうち少なくとも第１接合部において隣設するゲート部間の距離を小さくすれば、第１樹脂部材の第１接合部が固化するときの冷却速度のばらつきが低減される。ひいては第１樹脂部材の第１接合部における結晶化度のばらつきが低減され、第１樹脂部材の第１接合部における各部位におけるレーザビームの透過率の差が低減される。
【００１９】
第３の様相の本発明に係るレーザ溶着方法は、レーザビームに対して透過性を有する第１接合部をもつ第１樹脂部材と、第２接合部をもつ第２樹脂部材とを用意する工程と、
レーザビームを第１樹脂部材の第１接合部に照射することにより、第１樹脂部材の第１接合部と第２樹脂部材の第２接合部とを接合する接合工程とを順に実施するレーザ溶着方法において、
レーザビームの照射前において、第１樹脂部材のうち少なくとも第１接合部は、レーザビームの透過率が最も高い部位とレーザビームの透過率が最も低い部位との透過率の差が５％以下に設定されており、第１樹脂部材の第１接合部において、レーザビームの透過率の差が低減されていることを特徴とする。
【００２０】
透過率の差としては、レーザビームの透過率が最も高い部位と、レーザビームの透過率が最も低い部位との間におけるレーザビームの透過率の差を意味する。
【００２１】
レーザビームの照射前において、第１樹脂部材のうち少なくとも第１接合部は結晶化促進剤を含むことが好ましい。結晶化促進剤の配合により第１樹脂部材の第１接合部における結晶化度のばらつきが低減され、第１接合部におけるレーザビームの透過率の差が低減される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
レーザビームの光源としては、特に限定されないが、半導体レーザ、ＹＡＧレーザ等を光源とした遠赤外線領域、可視光領域等の波長のものを例示できる。レーザビームの波長としては３００〜２５００ナノメートル、特に７９０〜１１００ナノメートルのものを例示できる。
【００２３】
レーザビームの透過率が最も高い部位とレーザビームの透過率が最も低い部位との差については、第１樹脂部材のうち少なくとも第１接合部では、８％以下に設定されていることが好ましい。このように第１接合部においてレーザビームの透過率の差が低減されている。この場合、第１接合部によれば、レーザビームの透過率の差が６％以下、５％以下、更には３％以下、２％以下に設定されていることが好ましい。
【００２４】
透過率差が小さい方が、レーザ溶着の強度のばらつきが低減し、レーザ溶着の品質が安定化する。透過率差を低減させるためには、後述するように樹脂の結晶化度のばらつきを低減させること、ゲート部間の距離を小さくすることが有効である。
【００２５】
第１樹脂部材は、レーザビームに対して透過性を有する第１接合部を有するものである。第１接合部は、相手材である第２樹脂部材とレーザ溶着される部位を意味する。
【００２６】
第１接合部は、使用するレーザビームの波長領域におけるレーザビーム吸収率が低いものが好ましい。第１樹脂部材のうち少なくとも第１接合部を構成する樹脂としては、結晶性をもつ熱可塑性樹脂を例示できる。
【００２７】
従って、第１樹脂部材のうち少なくとも第１接合部としては、ポリプチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素樹脂等から選択される樹脂を例示することができる。第１樹脂部材のうち少なくとも第１接合部は、レーザビームを吸収しないか、吸収しにくい物質を含むことができる。このような物質としてはガラス繊維、ナイロン繊維等の強化材が例示される。第１接合部の厚みとしては、適宜選択されるが、０．１〜５ミリメートル、殊に０．５〜３ミリメートルとすることができるが、これに限定されるものではない。
【００２８】
第２樹脂部材は、第１樹脂部材の第１接合部に接合される第２接合部を有する。第２接合部は、相手材である第１樹脂部材の第１接合部とレーザ溶着される部位を意味する。第２樹脂部材のうち少なくとも第２接合部としては、レーザビームに対して吸収性を有する樹脂材料を基材とすることが好ましい。従って、第２樹脂部材のうち少なくとも第２接合部は、第１樹脂部材の第１接合部よりもレーザビームに対して吸収性を有するものを採用できる。第２樹脂部材のうち少なくとも第２接合部を構成する第２樹脂材料としては、熱可塑性樹脂を採用できる。
【００２９】
第２樹脂部材のうち少なくとも第２接合部を構成する第２樹脂材料としては、照射するレーザビームの波長領域におけるレーザビーム吸収率が高い官能基を有する樹脂を例示することができる。従って、第２樹脂部材のうち少なくとも第２接合部は、レーザビームに対して非透過性である形態を例示できる。
【００３０】
溶着時における第１樹脂部材の第１接合部と第２樹脂部材の第２接合部との接合性を考慮すると、第２樹脂部材のうち少なくとも第２接合部は、できるだけ第１樹脂部材の第１接合部と同じ組成の樹脂、あるいは、第１樹脂部材の第１接合部と組成が異なっても相溶性の高い樹脂を基材とすることが好ましい。レーザビームに対して吸収性が高い第２樹脂部材の第２接合部は、上記した各樹脂に、レーザビームの波長領域におけるレーザビーム吸収効率が高い添加物を含有することができる。レーザビーム吸収効率が高い添加物としては、カーボンブラック、黒鉛粉末等のカーボン系粉末、染料、顔料等を例示できる。
【００３１】
レーザビームに対して透過性を有する第１樹脂部材のうち少なくとも第１接合部は、結晶化度のばらつきが少ないものが好ましい。本発明者が試験で得た知見によれば、樹脂部材は、結晶化度のばらつきが多いときには、レーザビームの透過率がばらつき、レーザ溶着の品質の更なる向上には限界がある。そこで、レーザビームに対して透過性を有する第１樹脂部材のうち少なくとも第１接合部を結晶化度のばらつきが少ないものとすれば、第１接合部におけるレーザビームの透過率の差が抑制され、レーザ溶着の品質を向上させることができる。このため、第１樹脂部材のうち少なくとも第１接合部の基材となる樹脂としては、結晶化促進剤を含む形態を採用できる。
【００３２】
第１樹脂部材のうち少なくとも第１接合部の基材となる樹脂が結晶化促進剤を含む場合には、第１樹脂部材の第１接合部における結晶化度のばらつきは低減され、ひいては、第１樹脂部材の第１接合部におけるレーザビームの透過率の差は低減され、結果としてレーザ溶着のばらつきが低減される。なお、結晶化促進剤が配合されている場合には、結晶化促進剤は、第１樹脂部材のうち少なくとも第１接合部に配合されていれば良く、従って第１樹脂部材の全体に配合されている形態、第１接合部のみに配合されている形態を含む。
【００３３】
結晶化促進剤としては公知のものを採用することができる。故に、結晶化促進剤としては、酸化亜鉛（ＺｎＯ）,酸化マグネシウム（ＭｇＯ）等の金属酸化物、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の金属窒化物、炭化珪素（ＳｉＣ）等の炭化物等の少なくとも１種を例示できる。
【００３４】
更には、結晶化促進剤としては、カルシウム珪酸塩（ＣａＳｉＯ_３）,マグシウム珪酸塩（ＭｇＳｉＯ_３）,りん酸塩カルシウム（Ｃａ_２（ＰＯ_４）_３）,硫酸カルシウム（ＣａＳＯ_４）,硫酸バリウム（ＢａＳＯ_４）等の無機塩、タルク等の粘土類、シュウ酸カルシウムや安息香酸カルシウムやステアリン酸マグネシウムや酒石酸カルシウム等の有機酸塩等の少なくとも１種を例示できる。
【００３５】
第１樹脂部材のうち第１接合部を構成する樹脂に含まれている結晶化促進剤の含有量としては、結晶化促進剤の種類、第１樹脂部材の種類、成形条件、ゲート部の数等によっても相違するが、第１樹脂部材の第１接合部を構成する第１樹脂材料（強化繊維等の強化材を含むときには、強化材を除く）を１００％としたとき、重量比で、４．０％以下、２．０％以下、１．５％以下または１．０％以下を例示することができ、更に範囲としては、０．００５〜４．０％、０．００５〜２．０％、殊に０．０１〜１．０％を例示することができる。なお、上記した結晶化促進剤の含有量は、第１樹脂部材の第１接合部がガラス繊維等の強化繊維を含むときであっても、強化繊維を含まない状態の樹脂部分を１００％として計算している。
【００３６】
また第１樹脂部材は、一般的には、射出成形等で、流動性をもつ樹脂材料を成形型のキャビティに複数のゲート部から注入して固化させることにより形成することができる。この場合、樹脂注入口であるゲート部から遠い部分では、ゲート部に比較して、樹脂の冷却速度が速い傾向があるため、結晶化が低めとなり易い。
これに対して、ゲート部に近い部分では、ゲート部以外の部位に比較して、樹脂の冷却速度が遅れ、徐冷されるため、結晶化が進行し易い。従って、第１樹脂部材のうちゲート部の跡は結晶化度が高いものとなり、第１樹脂部材の全体でみると、結晶化度のばらつきを誘発し、レーザビームに対する透過率の差を増加させる傾向がある。このため、第１樹脂部材のうち少なくとも第１接合部の接合面はゲート部の跡を有しない樹脂で構成することが好ましい。
【００３７】
また本発明によれば、レーザビームに対して透過性を有する第１樹脂部材のうち少なくとも第１接合部は、隣設するゲート部間の距離を７０ミリメートル以下に設定することができる。このように隣設するゲート部間の距離を設定すれば、第１樹脂部材の第１接合部の成形時において樹脂の冷却のばらつきが低減され、ひいては第１接合部における結晶化度のばらつきが低減され、結果として第１接合部におけるレーザビーム透過率の差が低減され、レーザ溶着のばらつきが低減される。
【００３８】
この場合においても、第１樹脂部材の第１接合部の接合面はゲート部の跡を有しない構成とすることが好ましい。なお、隣設するゲート部間の距離を、特に、５０ミリメートル以下、４０ミリメートル以下、あるいは３０ミリメートル以下に設定することができる。
【００３９】
なお、第１樹脂部材のうち第１接合部以外の部位では、レーザビーム溶着されないため、隣設するゲート部間の距離を上記した距離よりも大きくしてもかまわない。
【００４０】
また本発明によれば、第１樹脂部材を構成する第１樹脂材料、第２樹脂部材を構成する第２樹脂材料の双方を、レーザビームに対して透過性を有する樹脂を基材としてもよい。この場合、第１樹脂部材の第１接合部と第２樹脂部材の第２接合部との界面に、レーザビームに対して吸収性が良い物質（例えば、レーザビーム吸収性が高い樹脂部材）を介在させることもできる。第１樹脂部材及び第２樹脂部材としては、ガラス繊維等の強化繊維あるいは他の添加剤を含有するものでも、含有しないものでも良い。
【００４１】
本発明によれば、第１樹脂部材及び第２樹脂部材の用途としては、公知の樹脂成形品に適用できる。樹脂製のインテークマニホルド、電子制御装置用の樹脂ケース、ハイトセンサ等のセンサ類のケース等が例示されるが、これらに限定されるものでない。
【００４２】
【実施例】
（第１実施例）
以下、本発明の第１実施例を図１を参照して具体的に説明する。
【００４３】
本実施例によれば、レーザビームに対して透過性を有する第１接合部１０をもつ第１樹脂部材１と、レーザビームに対して吸収性を有する第２接合部３０をもつ第２樹脂部材３とを用意する。第１樹脂部材１は、レーザビームに対して透過性を有すると共に強化繊維としてガラス繊維を配合した第１樹脂材料を基材とする。第１接合部１０の厚みは０．５〜３ミリメートルとすることができるが、これに限定されるものではない。
【００４４】
第１樹脂部材１を構成する第１樹脂材料は、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）で形成されている。第１樹脂部材１については、レーザビームの透過率が最も高い部位と、レーザビームの透過率が最も低い部位との差が８％以下（望ましくは５％以下,３％以下）に設定されている。これにより第１樹脂部材１の第１接合部１０においてレーザビームの透過率の差が低減されている。なお、第１樹脂部材１の第１接合部１０において、レーザビームの透過率は２５％以下に設定されている。
【００４５】
第２樹脂部材３は、強化繊維としてガラス繊維を配合した第２樹脂材料を基材とする。第２樹脂部材３を構成する第２樹脂材料は、第１樹脂材料と同じ樹脂を基材として形成されており、つまり、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）で形成されており、更に、レーザビーム吸収剤（例えばカーボンブラック等）を含有しているため、レーザビームに対して吸収性が高く設定されている。第２樹脂材料（ガラス繊維を除く）を１００％としたとき、レーザビーム吸収剤は重量比で０．０５〜１．０％含有されている。
【００４６】
図１に示すように、第２接合部２０は、第１接合部１０に向けて突出する接合用の突起としての溶着リブ４（突出量：０．３〜２ミリメートル程度）を有する。この場合、第１樹脂部材１の第１接合部１０の接合面１０ａの平坦度、第２樹脂部材３の第２接合部３０の接合面３０ａの平坦度に限界があるときであっても、レーザ溶着の品質を高めることができる。
【００４７】
次に、図１に示すように、第１樹脂部材１の第１接合部１０の第１接合面１０ａと、第２樹脂部材３の第２接合部３０の溶着リブ４の先端面である第２接合面３０ａとを対面させ、両者を重ねた状態とする。この状態では溶着リブ４の先端面である第２接合面３０ａは、第１接合部１０に接触している。第１樹脂部材１側から、レーザビームを溶着リブ４に向けて第１樹脂部材１の第１接合部１０に照射する。レーザビームは第１樹脂部材１の第１接合部１０を透過するものの、第２樹脂部材３の第２接合部２０の溶着リブ４で吸収されるため、第１樹脂部材１の第１接合部１０と第２樹脂部材３の第２接合部３０の溶着リブ４との界面において溶融が生じる。
【００４８】
溶融した状態で第１樹脂部材１及び第２樹脂部材３のうちの少なくとも一方に厚み方向に圧着力が付与されるため、第１樹脂部材１の第１接合部１０と第２樹脂部材３の第２接合部３０の溶着リブ４とが互いに圧着される。このため、第１樹脂部材１の第１接合部１０と第２樹脂部材３の第２接合部３０とが接合される。レーザビームとしては半導体レーザビーム（波長：９４０ナノメートル）を用いることができる。
【００４９】
本実施例によれば、第１樹脂部材１の第１接合部１０については、レーザビームの透過率が最も高い部位と、レーザビームの透過率が最も低い部位との差が５％以下（望ましくは３％以下）に設定されており、第１樹脂部材１の第１接合部１０においてレーザビームの透過率の差が低減されているため、第１接合部１０を透過するレーザビームの透過量のばらつきが低減され、ひいてはレーザ溶着のばらつきが低減され、レーザ溶着の品質を高めることができる。
【００５０】
第１樹脂部材１の第１接合部１０におけるレーザビームの透過率の差を低減させるためには、次の方策（ａ）〜（ｆ）の少なくとも一方を採用できる。これによりレーザビームの透過率が最も高い部位とレーザビームの透過率が最も低い部位との差を、８％以下（望ましくは５％以下または３％以下）に設定することができる。
（ａ）第１樹脂部材１を構成する第１樹脂材料に結晶化促進剤を積極的に含有させることにより、第１樹脂材料に結晶化度のばらつきを低減させる。
（ｂ）第１樹脂部材１を成形した後に、成形型内で第１樹脂部材１を充分にアニールして第１樹脂材料における結晶化度のばらつきを低減させる。
（ｃ）第１樹脂部材１を成形する際に、成形型の型温を充分に高くすると共に型温のばらつきを低減し、第１樹脂材料における結晶化度のばらつきを低減させる。
（ｄ）第１樹脂部材１を成形型で成形する際に、第１樹脂部材１を構成する第１樹脂材料の注入部であるゲート部の間の距離を小さくし、ゲート部間における樹脂の急冷化を抑え、第１樹脂材料の結晶化度のばらつきを低減させる。
（ｅ）後述する試験例で示すように、結晶化促進剤を含む樹脂材料及び結晶化促進剤を含まない材料の配合割合を調整すれば、第１樹脂部材１については、第１樹脂材料における結晶化度を全体的に進行させて結晶化度のばらつきを低減させることができる。
（ｆ）第１樹脂部材１を構成する第１樹脂材料のうち、レーザ溶着の際にレーザビームが透過する部分を照射目標とし、レーザの出力を小さくした状態でレーザビームを照射し、当該部分を予備加熱して当該部分の結晶化を進め、これにより当該部分における結晶化度のばらつきを低減させる。
【００５１】
また、図２に例示するように、レーザビームが照射される前において、第１樹脂部材１の第１接合部１０に、接合用の突起としての溶着リブ４を形成しても良い。なおレーザビームとしては半導体レーザビーム（波長：９４０ナノメートル）を用いているが、これに限定されるものではない。
【００５２】
（第２実施例）
以下、本発明の第２実施例について図１を準用して具体的に説明する。第２実施例は第１実施例と基本的には同様の構成であり、同様の作用効果を有する。以下、異なる部分を中心として説明する。
【００５３】
本実施例においても、レーザビームに対して透過性を有する第１樹脂材料で形成された第１樹脂部材１と、溶着リブ４を有し且つレーザビームに対して吸収性を有する第２樹脂材料で形成された第２樹脂部材３とを用意する。第１樹脂部材１を構成する第１樹脂材料は、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）で形成されている。
【００５４】
第１樹脂部材１については、レーザビームの透過率が最も高い部位と、レーザビームの透過率が最も低い部位との差が５％以下（望ましくは３％以下）に設定されており、第１樹脂部材１においてレーザビームの透過率の差が低減されている。この場合、第１樹脂部材１を構成する第１樹脂材料に結晶化度促進剤を配合することにより、第１樹脂材料において結晶化度のばらつきが低減されており、ひいてはレーザビームの透過率の差が低減されている。
【００５５】
結晶化促進剤としては、酸化亜鉛（ＺｎＯ）,酸化マグネシウム（ＭｇＯ）等の金属酸化物、カルシウム珪酸塩（ＣａＳｉＯ_３）,マグシウム珪酸塩（ＭｇＳｉＯ_３）,りん酸塩カルシウム（Ｃａ_２（ＰＯ_４）_３）,硫酸カルシウム（ＣａＳＯ_４）,硫酸バリウム（ＢａＳＯ_４）等の無機塩、タルク等の粘土類、シュウ酸カルシウムや安息香酸カルシウムやステアリン酸マグネシウムや酒石酸カルシウム等の有機酸塩等のうちの少なくとも１種が採用されている。結晶化促進剤の含有量としては、第１樹脂部材１の第１接合部１０を構成する第１樹脂材料（ガラス繊維を除く）を１００％としたとき、重量比で、０．００５〜２．０％の範囲内に設定されている。
【００５６】
本実施例においても、第１樹脂部材１の第１接合部１０と第２樹脂部材３の第２接合部３０とを重ねた状態で、第１樹脂部材１側からレーザビームを第１樹脂部材１に照射した溶着リブ４を加熱した後、圧着することにより、第１実施例と同様に、第１樹脂部材１の第１接合部１０と第２樹脂部材３の第２接合部３０とを接合する。
【００５７】
本実施例によれば、第１樹脂部材１を構成する第１樹脂材料については、結晶化促進剤が含有されており、第１樹脂部材１の第１接合部１０においてはレーザビームの透過率が最も高い部位と、レーザビームの透過率が最も低い部位との差が５％以下（望ましくは３％以下）に設定されている。これにより第１樹脂部材１の第１接合部１０においてレーザビームの透過率の差が低減され、レーザ溶着のばらつきが低減され、レーザ溶着の品質を高めることができる。
【００５８】
更に本実施例によれば、第１樹脂部材１を構成する第１樹脂材料に結晶化度促進剤を配合しているため、第１樹脂部材１の強度を高めるのに有利である。
【００５９】
（第３実施例）
以下、本発明の第３実施例について図１を準用して具体的に説明する。第３実施例は第１実施例と基本的には同様の構成であり、同様の作用効果を有する。以下、異なる部分を中心として説明する。
【００６０】
本実施例においても、レーザビームに対して透過性を有すると共にガラス繊維を配合した第１樹脂材料を基材とする第１樹脂部材１と、溶着リブ４を有し且つガラス繊維を配合すると共に第２樹脂材料を基材とする第２樹脂部材３とを用意する。
【００６１】
第１樹脂部材１を構成する第１樹脂材料は、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）で形成されている。第１樹脂部材１の第１接合部１０については、レーザビームの透過率が最も高い部位と、レーザビームの透過率が最も低い部位との差が５％以下（望ましくは３％以下）に設定されており、第１樹脂部材１の第１接合部１０においてレーザビームの透過率の差が低減されている。
【００６２】
この場合、図３に模式的に示すように、第１樹脂部材１は、ガラス繊維を含む流動性をもつ樹脂原料を成形型のキャビティに複数のゲート部５から注入し、固化させることにより形成されている。そして、第１接合部１０を成形するとき、隣設するゲート部間の距離Ｓ１は７０ミリメートル以下（特に５０ミリメートル以下）に設定されている。このように隣設するゲート部５間の距離を設定すれば、第１樹脂部材１の第１接合部１０の成形時において樹脂の冷却のばらつきが低減され、ひいては第１接合部１０における結晶化度のばらつきが低減される。故に、第１樹脂部材１の第１接合部１０においてレーザビームの透過率の差が低減され、レーザ溶着のばらつきが低減され、レーザ溶着の品質を高めることができる。なお、第１樹脂部材１のうち第１接合部１０以外の部位を成形するときには、隣設するゲート部５間の距離Ｓ１を上記した距離よりも大きくすることができる。
【００６３】
（第４実施例）
以下、本発明の第４実施例について図１,図３を準用して具体的に説明する。第４実施例は前記した第３実施例と基本的には同様の構成であり、同様の作用効果を有する。以下、異なる部分を中心として説明する。
【００６４】
本実施例によれば、レーザビームに対して透過性を有すると共にガラス繊維を配合した第１樹脂材料を基材とする第１樹脂部材１と、溶着リブ４を有し且つガラス繊維を配合した第２樹脂材料を基材とする第２樹脂部材３とを用意する。
【００６５】
第１樹脂部材１を構成する第１樹脂材料は、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）で形成されている。第１樹脂部材１の第１接合部１０については、レーザビームの透過率が最も高い部位と、レーザビームの透過率が最も低い部位との差が５％以下（具体的には３％以下）に設定されており、第１樹脂部材１の第１接合部１０においてレーザビームの透過率の差が低減されている。
【００６６】
この場合、図３に示すように、第１樹脂部材１は、ガラス繊維を含む流動性をもつ樹脂材料を成形型のキャビティにゲート部５から注入し、固化させることにより形成されている。そして本実施例によれば、第１接合部１０を成形するとき、隣設するゲート部５間の距離Ｓ１は７０ミリメートル以下（特に５０ミリメートル以下）に設定されており、この結果、第１接合部１０において結晶化度のばらつきが低減されており、ひいてはレーザビームの透過率の差が低減されている。
【００６７】
なお、第１樹脂部材１のうち第１接合部１０以外の部位を成形するときには、当該部位はレーザ溶着される部位ではないため、隣設するゲート部５間の距離Ｓ１を上記した距離よりも大きくすることができる。
【００６８】
更に、第１樹脂部材１の第１接合部１０の接合面１０ａはゲート部５の跡を有しない構成とされており、第１樹脂部材１の第１接合部１０においてレーザビームの透過率の差が一層低減されている。
【００６９】
射出成形の際に、一般的には、シリンダ温度としては２３０〜２７０℃、成形型の温度としては２０〜９０℃とすることができる。
【００７０】
本実施例によれば、第１樹脂部材１の第１接合部１０においてレーザビームの透過率の差が低減されているため、レーザ溶着のばらつきが低減され、レーザ溶着の品質を高めることができる。
【００７１】
（第５実施例）
以下、本発明の第５実施例について図１,図３を準用して具体的に説明する。第４実施例は前記した第３実施例と基本的には同様の構成であり、同様の作用効果を有する。以下、異なる部分を中心として説明する。
【００７２】
本実施例によれば、レーザビームに対して透過性を有する第１樹脂材料を基材とする第１樹脂部材１と、溶着リブ４を有し且つ第２樹脂材料を基材とする第２樹脂部材３とを用意する。第１樹脂部材１を構成する第１樹脂材料は、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）で形成されている。第１樹脂部材１の第１接合部１０については、レーザビームの透過率が最も高い部位と、レーザビームの透過率が最も低い部位との差が５％以下（望ましくは３％以下）に設定されており、第１樹脂部材１においてレーザビームの透過率の差が低減されている。
【００７３】
この場合、第１樹脂部材１を構成する第１樹脂材料に結晶化度促進剤を配合することにより、第１接合部１０において結晶化度のばらつきが低減されており、ひいてはレーザビームの透過率の差が低減されている。結晶化促進剤、その含有量としては前記したもの、前記した含有量を採用できる。
【００７４】
更に本実施例によれば、図３に示すように、第１樹脂部材１は、ガラス繊維を含む流動性をもつ樹脂材料を成形型のキャビティに複数のゲート部５から注入し、固化させることにより形成されている。そして本実施例によれば、結晶化のばらつきを更に低減させるため、第１接合部１０を成形するとき、隣設するゲート部５間の距離Ｓ１は７０ミリメートル以下（特に５０ミリメートル以下）に設定されている。この結果、第１接合部１０において結晶化度のばらつきが一層低減されており、ひいてはレーザビームの透過率の差が一層低減されている。
【００７５】
更に、第１樹脂部材１の第１接合部１０の接合面１０ａは、ゲート部１５の跡を有しない構成とされており、第１樹脂部材１の第１接合部１０においてレーザビームの透過率の差が一層低減されている。
【００７６】
上記したように本実施例によれば、第１樹脂部材１の第１接合部１０においてレーザビームの透過率の差が低減されているため、レーザ溶着のばらつきが低減され、レーザ溶着の品質を高めることができる。
【００７７】
（試験例）
以下、本発明の試験例について説明する。本試験例では、結晶化促進剤を含まない樹脂ペレット（ＰＢＴにガラス繊維を配合したもの）で形成された材料Ａを用いると共に、結晶化促進剤を含む樹脂ペレット（ＰＢＴにガラス繊維を配合したもの）で形成された材料Ｂとを用いた。
【００７８】
材料Ａについては、重量比で、ガラス繊維が３０％含有されており、７０％が樹脂分である。材料Ａは、東レ株式会社：４１５８Ｇ３０,＃６８１０１とした。
【００７９】
上記した材料Ｂについては、重量比で、ガラス繊維が３０％含有されており、７０％が樹脂分である。材料Ｂは、東レ株式会社：１１０１Ｇ３０,＃６６５４１とした。
【００８０】
そして材料Ａと材料Ｂとを適宜配合した樹脂材料を成形型のキャビティに射出成形し、上記した試験片８（ＪＩＳＫ７１２７,２号試験片,ダンベル試験片）を射出成形で成形した。試験片８を成形する際の成形型の型温は８０℃、シリンダ温度は２４０〜２６０℃とした。
【００８１】
図４に示すように、試験片８は、幅狭部８０と、幅狭部８０の一端側に形成された第１幅広部８１と、幅狭部８０の他端側に形成された第２幅広部８２とを有する。試験片８の全長Ｌは１１５ミリメートル、試験片８の厚みは１ミリメートル、幅狭部８０の幅Ｗ１は６ミリメートル、第１幅広部８１の幅Ｗ２は２５ミリメートルとされている。第１幅広部８１にゲート部８５を形成し、ゲート部８５から樹脂原料を射出成形した。樹脂原料はゲート部８５→第１幅広部８１→幅狭部８０→第２幅広部８２の順に流れる。この場合、α１→α２→α３→α４→α５→α６の順にゲート部８５からの距離が増加する。
【００８２】
材料Ａ及び材料Ｂの配合割合を変えた各試験片８における各部位について、試験片８におけるゲート部８５からの距離とレーザビームの透過率との関係を測定した。試験結果を図７に示す。図７の縦軸はレーザビームの透過率を示し、図７の横軸はゲート部８５からの距離を示す。
配合（１）は、結晶化促進剤を含まない材料Ａが１００％であり、結晶化促進剤を含む材料Ｂが０％のときである。
配合（２）は、結晶化促進剤を含まない材料Ａが９５％であり、結晶化促進剤を含む材料Ｂが５％のときである。
配合（３）は、結晶化促進剤を含まない材料Ａが９０％であり、結晶化促進剤を含む材料Ｂが１０％のときである。
配合（４）は、結晶化促進剤を含まない材料Ａが８０％であり、結晶化促進剤を含む材料Ｂが２０％のときである。
配合（５）は、結晶化促進剤を含まない材料Ａが７０％であり、結晶化促進剤を含む材料Ｂが３０％のときである。
配合（６）は、結晶化促進剤を含まない材料Ａが０％であり、結晶化促進剤を含む材料Ｂが１００％のときである。
【００８３】
図７に示す試験結果によれば、結晶化促進剤を含まない材料Ａで形成された配合（１）の場合、試験片８のゲート部８５からの距離に対して透過率の差が最も大きい。このように透過率の差が最も大きい配合（１）において、ゲート部８５からの距離が０ミリメートルのときには透過率は１９％程度であり、ゲート部８５からの距離が８０ミリメートルのときには透過率は２５％程度であった。従って、配合（１）において、ゲート部８５からの距離を８０ミリメートルに設定すれば、透過率の差を６％程度（２５％−１９％=６％）と小さめに抑えることができることがわかった。
【００８４】
また結晶化促進剤を含まない材料Ａで形成された配合（１）の場合、ゲート部８５からの距離が７０ミリメートルのときには透過率は２４％程度であった。従って、配合（１）において、ゲート部８５からの距離を７０ミリメートルに設定すれば、透過率の差を５％程度（２４％−１９％=５％）と小さめに抑えることができることがわかった。
【００８５】
また、図７に示すグラフによれば、結晶化促進剤を含む材料Ｂの割合が増加すれば、透過率の差を更に小さくすることができることがわかった。すなわち、結晶化促進剤を含む材料Ｂの割合が増加した配合（２）〜配合（６）によれば、ゲート部８５からの距離が７０ミリメートルのときには透過率の差を、４％以下に小さくすることができる。更に、結晶化促進剤を含む材料Ｂの割合が増加した配合（２）〜配合（６）によれば、ゲート部８５からの距離が６０ミリメートルのときには、レーザビームの透過率の差を２〜３％、またはそれ以下に更に小さくすることができる。
【００８６】
更に、図８,図９は、材料Ａ及び材料Ｂの配合割合を変えた各試験片８についての結果を示す。図８の縦軸は、レーザビームの最も高い透過率と最も低い透過率との差を示す。図８の横軸は、材料Ａ及び材料Ｂの配合割合を示す。
【００８７】
図９の縦軸はレーザビームの透過率を示し、図９の横軸は材料Ａ及び材料Ｂの配合割合を示す。
【００８８】
図８の特性線に示すように、結晶化促進剤を含む材料Ｂが配合されている場合には、透過率差は急激に低減される。すなわち、図８の特性線に示すように、結晶化促進剤を含む材料Ｂが配合されていない場合には、透過率差は１１．０％程度であった。しかし、結晶化促進剤を含む材料Ｂが５重量％配合されている場合には、透過率差は急激に低下して３％程度となった。更に、結晶化促進剤を含む材料Ｂが１０重量％配合されている場合には、透過率差は２％程度となった。また、図８の特性線に示すように、結晶化促進剤を含む材料Ｂが２０重量％〜１００重量％配合されている場合には、透過率差は２％未満であった。透過率差が小さいことは、レーザビームの透過のばらつきが低減されており、レーザ溶着の強度のばらつきが低減され、レーザ溶着の品質が安定することを意味する。
【００８９】
しかし図９の特性線に示すように、結晶化促進剤を含む材料Ｂの割合が増加するにつれて、レーザビームを透過しにくくなるため、レーザビームの透過量の絶対量が低減され、レーザビーム透過率自体は次第に低下し、好ましくない。従って結晶化促進剤を含まいない材料Ａと、結晶化促進剤を含む材料Ｂとの合計を１００％としたとき、透過率１７．５％以上とするためには、結晶化促進剤を含む材料Ｂの割合としては、重量％で４５％以下が好ましく、殊に５〜４０％、殊に５〜２０％が好ましい。
【００９０】
本実施例によれば、レーザビームの透過率は、実際のレーザ溶着部分の幅を考慮して測定した。すなわち、図６に示すように、溶着部分の幅に合わせた開口幅をもつ穴９０を有する被覆部材９を用いる。溶着部分が溶着リブ４である場合には、溶着リブ４の幅に合わせた開口幅をもつ穴９０を有する被覆部材９を用いる。この被覆部材９（材質：ステンレス鋼,ＳＵＳ３０４）はレーザビームに対して非透過性を有する。
【００９１】
そして図６に示すように、測定器９５の上方に被覆部材９を配置し、レーザビームを被覆部材９の穴９０に向けて照射し、測定器９５により受光エネルギを測定した。
【００９２】
レーザビームを透過させる性質を有する第１樹脂部材１を被覆部材９に設置していない状態において、レーザビームを穴９０に向けて照射し、穴９０を介して測定器９５により測定した受光エネルギを未透過光エネルギＥ１とした。この場合には、レーザビームは第１樹脂部材１を透過していない。
【００９３】
また、レーザビームを透過させる性質を有する第１樹脂部材１を被覆部材９の上に設置した状態において、レーザビームを第１樹脂部材１及び穴９０に向けて照射し、穴９０を介して測定器９５により測定した受光エネルギを透過光エネルギＥ２とした。この場合には、レーザビームは第１樹脂部材１を透過する。
【００９４】
レーザビームの透過率は、（Ｅ２／Ｅ１）×１００％により求めた。
【００９５】
（他の例）
上記した実施例によれば、レーザビーム透過性を有する第１樹脂部材１を構成する第１樹脂材料としては、ポリプチレンテレフタレート（ＰＢＴ）を基材としているが、これに限らず、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素樹脂、ポリスチレン、ＡＢＳ、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド等としても良い。レーザビーム透過性を有する第１樹脂部材１、レーザビーム吸収性を有する第２樹脂部材３としては、ガラス繊維等を含有していなくても良い。
【００９６】
上記した試験例２によれば、結晶化促進剤を含まない樹脂ペレットで形成された材料Ａを用いると共に、結晶化促進剤を含む樹脂ペレットで形成された材料Ｂとを用いているが、これに限らず、結晶化促進剤を含む樹脂ペレットで形成された材料Ｂのみで第１樹脂部材１を成形することにしても良い。本発明によれば、各請求項に係る特徴を併有することにしても良い。その他、本発明は上記し且つ図面に示した実施例のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できるものである。
【００９７】
【発明の効果】
本発明によれば、レーザ溶着の品質を更に向上させるのに有利なレーザ溶着品、レーザ溶着方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１樹脂部材と第２樹脂部材とをレーザ溶着する状態を示す断面図である。
【図２】他の形態に係り、第１樹脂部材と第２樹脂部材とをレーザ溶着する状態を示す断面図である。
【図３】隣設する複数のゲート部が接近している形態を模式的に示す構成図である。
【図４】試験片の平面図である。
【図５】第１樹脂部材と溶着リブをもつ第２樹脂部材とをレーザ溶着する際における構成図である。
【図６】溶着部分の幅に合わせた開口幅をもつ穴を有する被覆部材を用いて、レーザビームの透過率を測定する際の構成図である。
【図７】試験片のゲート部からの距離とレーザビームの透過率との関係を示すグラフである。
【図８】結晶化促進剤を含まない材料Ａと結晶化促進剤を含む材料Ｂとの配合割合と、透過率差との関係を示すグラフである。
【図９】結晶化促進剤を含まない材料Ａと結晶化促進剤を含む材料Ｂとの配合割合と、透過率との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
図中、１は第１樹脂部材、１０は第１接合部、３は第２樹脂部材、３０は第２接合部を示す。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention is a laser welding methodTo the lawRelated.
[0002]
[Prior art]
  In recent years, laser welding methods have been developed (Patent Documents 1 and 2). The laser welding method includes a step of preparing a first resin member that is transparent to a laser beam and a second resin member that is absorbable to the laser beam, and a first joint portion of the first resin member; By irradiating the first resin member with a laser beam in a state where the second joint portion of the second resin member is overlapped, the first joint portion of the first resin member and the second joint portion of the second resin member are It is the method of implementing in order the joining process to join. According to this method, when the laser beam that has passed through the first resin member reaches the second resin member, the second joint portion of the second resin member that has good absorbability with respect to the laser beam is partially melted. If pressure bonding is performed in this state, the first joint portion of the first resin member and the second joint portion of the second resin member are joined.
[0003]
[Patent Document 1]
  JP-A-60-214931
[Patent Document 2]
  JP 2001-105499 A
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
  According to the techniques according to Patent Documents 1 and 2 described above, the strength of the welded portion of laser welding can be ensured.
[0005]
  In the industry, there is a demand for further improving the quality of laser welding by stabilizing the strength of the welded part of laser welding. Note that Patent Documents 1 and 2 do not refer to the variation in the transmission of the laser beam in the resin member having laser beam transparency and the increase in the crystallinity of the resin member having laser beam transparency.
[0006]
  The present invention has been made in view of the above circumstances, and is advantageous for further improving the quality of laser welding.Nare-The welding methodThe lawThe issue is to provide.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  The inventors have solved the above-mentioned problems.In-We are eagerly developing the welding method. And although the resin member which has a laser beam transmittance has a high laser beam transmittance, it has been found that the transmittance of the laser beam at each part of the resin member actually varies considerably.
[0008]
  That is, it was found that the crystallinity of the resin material constituting the resin member varies considerably from site to site depending on the molding conditions, and that the crystallinity of the resin material greatly affects laser beam transmission. . In addition, reducing the crystallinity of the resin material can improve the laser beam transmittance by reducing the absorption of the laser beam in the resin material, and the laser beam transmittance can be increased while suppressing the laser output. It can be secured. In view of this, developments are being made to increase the laser beam transmittance by reducing the crystallinity of the resin material having laser beam transparency as much as possible.
[0009]
  However, the present inventor reduces the difference in the transmittance of the laser beam at each part of the resin material having laser beam transparency.Is effectiveThis was discovered and confirmed by tests, and the present invention was completed.
[0010]
  Ie, TreeIf the crystallinity of the fat member is increased,In resin partsThe laser beam transmittance itself may be slightly reduced. However, YuiIn the part where the crystallinity is high, the crystallinity is saturated,Adjust the position of the gateAdd crystallization acceleratorOrEven so, the rate of increase in crystallinity is low. On the contrary, YuiIn the part with low crystallinity,Adjust the position of the gateAdd crystallization acceleratorOrIf so, the rate of increase in crystallinity is high. Resin material with laser beam transparency from thisIn the wholeIncrease crystallinityFirst1 jointInDifference in transmittance of laser beam (The difference in transmittance between the part with the highest laser beam transmittance and the part with the lowest laser beam transmittance)It was found that the quality of the laser welded portion could be further stabilized, and it was confirmed by a test to complete the present invention.
[0011]
  Furthermore, when the first resin member having laser beam transparency is molded, the inventor performs the first bonding of the first resin member having laser beam transparency even if the distance between adjacent gate portions is reduced. It was found that the variation in the crystallinity at the part can be reduced, and consequently the difference in the transmittance of the laser beam at the first joint can be reduced, and the quality of the laser welded part can be further stabilized. Confirmed and completed the present invention.
[0012]
  That is, the laser welding method according to the first aspect of the present invention provides a first resin member having a first joint portion that is transparent to a laser beam and a second resin member having a second joint portion. And a process of
  A laser that sequentially performs a bonding step of bonding the first bonding portion of the first resin member and the second bonding portion of the second resin member by irradiating the first bonding portion of the first resin member with a laser beam. In the welding method,
At least the first joint portion of the first resin member is formed by injecting a resin material having fluidity from a plurality of gate portions into the cavity of the mold, and before the laser beam irradiation, the first resin member The bonding surface of the first bonding portion is made of a resin having no trace of the gate portion,
The variation in crystallinity is reduced on the joint surface of the first joint portion of the first resin member, and there is a difference in transmittance between the portion having the highest laser beam transmittance and the portion having the lowest laser beam transmittance. It is characterized by being reduced.
[0013]
  The difference in transmittance means the difference in the transmittance of the laser beam between the portion having the highest laser beam transmittance and the portion having the lowest laser beam transmittance.
[0014]
  Since the gate part is a resin injection part and has a strong tendency to be gradually cooled, the trace of the gate part is more likely to have a higher degree of crystallinity than other parts, causing a difference in the transmittance of the laser beam.
[0015]
  For this reason, if the bonding surface of the first bonding portion of the first resin member is made of a resin having no trace of the gate portion, variation in crystallinity at the first bonding portion is reduced, and the first bonding portion is reduced. The difference in the transmittance of the laser beam at is reduced.
[0016]
  First2The laser welding method according to the present invention having the above aspect includes a step of preparing a first resin member having a first joint portion having transparency to a laser beam, and a second resin member having a second joint portion;
  Laser welding that sequentially performs a bonding step of bonding the first bonding portion of the first resin member and the second bonding portion of the second resin member by irradiating the first bonding portion of the first resin member with the laser beam. In the method
  Before the laser beam irradiation, at least the first joint portion of the first resin member isIt is formed by injecting a fluid resin material from a plurality of gate portions into a cavity of a mold, and the distance between adjacent gate portions is set to 70 mm or less. In one junction, variation in crystallinity is reduced, and a difference in transmittance between a portion having the highest laser beam transmittance and a portion having the lowest laser beam transmittance is reduced. To do.
[0017]
  Since the gate portion is a resin injection portion and has a strong tendency to be slowly cooled, the crystallinity in the vicinity of the gate portion tends to increase. On the other hand, at a portion away from the gate portion, the resin is cooled rapidly, and the crystallinity tends to be low.
[0018]
  Therefore, if the distance between the gate portions adjacent to each other at least in the first joint portion of the first resin member is reduced, the variation in the cooling rate when the first joint portion of the first resin member is solidified is reduced. As a result, the variation of the crystallinity degree in the 1st junction part of the 1st resin member is reduced, and the difference of the transmittance of the laser beam in each part in the 1st junction part of the 1st resin member is reduced.
[0019]
First3The laser welding method according to the present invention having the above aspect includes a step of preparing a first resin member having a first joint portion having transparency to a laser beam, and a second resin member having a second joint portion;
  Laser welding that sequentially performs a bonding step of bonding the first bonding portion of the first resin member and the second bonding portion of the second resin member by irradiating the first bonding portion of the first resin member with the laser beam. In the method
Before the laser beam irradiation, at least the first joint portion of the first resin member has a difference in transmittance of 5% or less between the portion having the highest laser beam transmittance and the portion having the lowest laser beam transmittance. It is set and the difference of the transmittance | permeability of a laser beam is reduced in the 1st junction part of the 1st resin member, It is characterized by the above-mentioned.
[0020]
  The difference in transmittance means the difference in the transmittance of the laser beam between the portion having the highest laser beam transmittance and the portion having the lowest laser beam transmittance.
[0021]
  Before the laser beam irradiation, it is preferable that at least the first joint portion of the first resin member includes a crystallization accelerator. By blending the crystallization accelerator, variation in crystallinity at the first joint portion of the first resin member is reduced, and a difference in laser beam transmittance at the first joint portion is reduced.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  The light source of the laser beam is not particularly limited, and examples of the light source having a wavelength such as a far infrared region and a visible light region using a semiconductor laser, a YAG laser or the like as a light source can be given. Examples of the wavelength of the laser beam include 300 to 2500 nanometers, particularly 790 to 1100 nanometers.
[0023]
  The difference between the portion having the highest laser beam transmittance and the portion having the lowest laser beam transmittance is preferably set to 8% or less in at least the first joint portion of the first resin member. Thus, the difference in the transmittance of the laser beam is reduced at the first joint. In this case, according to the first bonding portion, it is preferable that the difference in the transmittance of the laser beam is set to 6% or less, 5% or less, further 3% or less, 2% or less.
[0024]
  When the transmittance difference is smaller, the variation in the strength of laser welding is reduced, and the quality of laser welding is stabilized. In order to reduce the transmittance difference, it is effective to reduce the variation in the crystallinity of the resin and to reduce the distance between the gate portions as will be described later.
[0025]
  The first resin member has a first joint that is transmissive to the laser beam. A 1st junction part means the site | part welded with the 2nd resin member which is an other party material.
[0026]
  The first bonding portion preferably has a low laser beam absorption rate in the wavelength region of the laser beam to be used. As the resin constituting at least the first joint portion of the first resin member, a thermoplastic resin having crystallinity can be exemplified.
[0027]
  Accordingly, at least the first joint portion of the first resin member includes a polyester resin such as polyethylene terephthalate (PBT) and polyethylene terephthalate (PET), a polyolefin resin such as polyethylene and polypropylene, a polyamide resin, a vinyl chloride resin, and a fluororesin. Examples of the resin selected from the above. At least the first joint portion of the first resin member may include a material that does not absorb or hardly absorb the laser beam. Examples of such substances include reinforcing materials such as glass fibers and nylon fibers. The thickness of the first joint is appropriately selected, but can be 0.1 to 5 millimeters, particularly 0.5 to 3 millimeters, but is not limited thereto.
[0028]
  The 2nd resin member has the 2nd joined part joined to the 1st joined part of the 1st resin member. A 2nd junction part means the site | part welded with the 1st junction part of the 1st resin member which is an other party material. As at least the second bonding portion of the second resin member, it is preferable to use a resin material having absorptivity with respect to the laser beam as a base material. Accordingly, at least the second joint portion of the second resin member can be one that has more absorbability with respect to the laser beam than the first joint portion of the first resin member. A thermoplastic resin can be employed as the second resin material constituting at least the second joint portion of the second resin member.
[0029]
  Examples of the second resin material constituting at least the second joint portion of the second resin member include a resin having a functional group having a high laser beam absorptance in the wavelength region of the laser beam to be irradiated. Accordingly, at least the second joint portion of the second resin member can be exemplified as being impermeable to the laser beam.
[0030]
  Considering the bondability between the first joint portion of the first resin member and the second joint portion of the second resin member at the time of welding, at least the second joint portion of the second resin member is as much as possible of the first resin member. It is preferable to use a resin having the same composition as that of one bonding portion or a highly compatible resin even if the composition is different from that of the first bonding portion of the first resin member. The second joint portion of the second resin member having high absorbability with respect to the laser beam can contain an additive having high laser beam absorption efficiency in the wavelength region of the laser beam in each resin described above. Examples of the additive having high laser beam absorption efficiency include carbon-based powders such as carbon black and graphite powder, dyes, and pigments.
[0031]
  Of the first resin member that is transmissive to the laser beam, at least the first bonding portion preferably has a small variation in crystallinity. According to the knowledge obtained by the inventor in the test, when the resin member has a large variation in crystallinity, the transmittance of the laser beam varies, and there is a limit to further improving the quality of laser welding. Therefore, if at least the first joint portion of the first resin member that is transmissive to the laser beam has little variation in crystallinity, the difference in the transmittance of the laser beam at the first joint portion is suppressed. The quality of laser welding can be improved. For this reason, the form containing a crystallization accelerator can be employ | adopted as resin used as the base material of a 1st junction part at least among 1st resin members.
[0032]
  In the case where at least the resin serving as the base material of the first joint portion of the first resin member contains a crystallization accelerator, the variation in the degree of crystallinity in the first joint portion of the first resin member is reduced. The difference in the transmittance of the laser beam at the first joint portion of one resin member is reduced, and as a result, the variation in laser welding is reduced. In the case where a crystallization accelerator is blended, the crystallization accelerator may be blended in at least the first joint portion of the first resin member, and therefore blended in the entire first resin member. The form currently mix | blended only with the 1st junction part is included.
[0033]
  A well-known thing can be employ | adopted as a crystallization promoter. Therefore, as a crystallization accelerator, metal oxides such as zinc oxide (ZnO) and magnesium oxide (MgO), metal nitrides such as boron nitride (BN) and aluminum nitride (AlN), silicon carbide (SiC) and the like Examples thereof include at least one kind such as carbide.
[0034]
  Furthermore, as a crystallization accelerator, calcium silicate (CaSiO₃ ), Magnesium silicate (MgSiO₃), Calcium phosphate (Ca₂(PO₄)₃ ), Calcium sulfate (CaSO₄), Barium sulfate (BaSO)₄) And the like, and clays such as talc, and at least one of organic acid salts such as calcium oxalate, calcium benzoate, magnesium stearate, and calcium tartrate.
[0035]
  As content of the crystallization promoter contained in resin which comprises a 1st junction part among 1st resin members, the kind of crystallization accelerator, the kind of 1st resin member, molding conditions, the number of gate parts Although it is also different depending on the weight ratio when the first resin material constituting the first joint portion of the first resin member (excluding the reinforcing material when including a reinforcing material such as reinforcing fiber) is 100%, 4.0% or less, 2.0% or less, 1.5% or less, or 1.0% or less can be exemplified, and further ranges are 0.005 to 4.0%, 0.005 to 2. Examples are 0%, especially 0.01 to 1.0%. In addition, even if the content of the crystallization accelerator described above is when the first joint portion of the first resin member includes reinforcing fibers such as glass fibers, the resin portion that does not include the reinforcing fibers is defined as 100%. I'm calculating.
[0036]
  The first resin member can be generally formed by injecting a resin material having fluidity into a cavity of a mold from a plurality of gate portions and solidifying by injection molding or the like. In this case, since the resin cooling rate tends to be higher in the portion far from the gate portion, which is the resin injection port, compared to the gate portion, crystallization tends to be low.
On the other hand, in the portion close to the gate portion, the cooling rate of the resin is delayed and gradually cooled compared to the portion other than the gate portion, so that crystallization is likely to proceed. Therefore, the trace of the gate portion of the first resin member has a high degree of crystallinity, and when viewed as a whole of the first resin member, a variation in crystallinity is induced and the difference in transmittance with respect to the laser beam is increased. Tend. For this reason, it is preferable that at least the bonding surface of the first bonding portion of the first resin member is made of a resin having no trace of the gate portion.
[0037]
  According to the present invention, at least the first joint portion of the first resin member that is transmissive to the laser beam can set the distance between the adjacent gate portions to 70 mm or less. By setting the distance between the adjacent gate portions in this way, variation in resin cooling during molding of the first joint portion of the first resin member is reduced, and consequently variation in crystallinity in the first joint portion. As a result, the difference in laser beam transmittance at the first joint is reduced, and the variation in laser welding is reduced.
[0038]
  Even in this case, it is preferable that the bonding surface of the first bonding portion of the first resin member has no trace of the gate portion. Note that the distance between adjacent gate portions can be set to 50 mm or less, 40 mm or less, or 30 mm or less.
[0039]
  In addition, since laser beam welding is not performed in the first resin member other than the first joint portion, the distance between adjacent gate portions may be larger than the above-described distance.
[0040]
  According to the invention, both the first resin material constituting the first resin member and the second resin material constituting the second resin member may be made of a resin having transparency to the laser beam as a base material. . In this case, a substance having a good absorbability with respect to the laser beam (for example, a resin member having a high laser beam absorbability) is applied to the interface between the first joint portion of the first resin member and the second joint portion of the second resin member. It can also be interposed. The first resin member and the second resin member may or may not contain reinforcing fibers such as glass fibers or other additives.
[0041]
  According to this invention, it can apply to a well-known resin molded product as a use of a 1st resin member and a 2nd resin member. Examples include, but are not limited to, a resin intake manifold, a resin case for an electronic control device, a case of sensors such as a height sensor, and the like.
[0042]
【Example】
  (First embodiment)
  Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
[0043]
  According to the present embodiment, the first resin member 1 having the first joint 10 that is transparent to the laser beam and the second resin member having the second joint 30 that is absorbable to the laser beam. 3 is prepared. The 1st resin member 1 makes the base material the 1st resin material which mix | blended glass fiber as a reinforced fiber while it has the transmittance | permeability with respect to a laser beam. Although the thickness of the 1st junction part 10 can be 0.5-3 millimeters, it is not limited to this.
[0044]
  The first resin material constituting the first resin member 1 is made of polybutylene terephthalate (PBT). For the first resin member 1, the difference between the portion having the highest laser beam transmittance and the portion having the lowest laser beam transmittance is set to 8% or less (preferably 5% or less, 3% or less). Yes. Thereby, the difference in the transmittance of the laser beam in the first joint portion 10 of the first resin member 1 is reduced. In addition, in the 1st junction part 10 of the 1st resin member 1, the transmittance | permeability of a laser beam is set to 25% or less.
[0045]
  The 2nd resin member 3 makes the base material the 2nd resin material which mix | blended glass fiber as a reinforced fiber. The second resin material constituting the second resin member 3 is formed using the same resin as the first resin material as a base material, that is, formed of polybutylene terephthalate (PBT), and further, a laser beam absorber. (For example, carbon black) is contained, and therefore, the absorptivity with respect to the laser beam is set high. When the second resin material (excluding glass fibers) is 100%, the laser beam absorber is contained in a weight ratio of 0.05 to 1.0%.
[0046]
  As shown in FIG. 1, the second joint portion 20 has a welding rib 4 (protrusion amount: about 0.3 to 2 millimeters) as a joint projection that protrudes toward the first joint portion 10. In this case, even when the flatness of the joint surface 10a of the first joint portion 10 of the first resin member 1 and the flatness of the joint surface 30a of the second joint portion 30 of the second resin member 3 are limited, The quality of laser welding can be improved.
[0047]
  Next, as shown in FIG. 1, the first joint surface 10 a of the first joint portion 10 of the first resin member 1 and the front end surface of the welding rib 4 of the second joint portion 30 of the second resin member 3. 2 The joining surface 30a is made to face, and it is set as the state which accumulated both. In this state, the second joint surface 30 a that is the tip surface of the weld rib 4 is in contact with the first joint portion 10. From the first resin member 1 side, the laser beam is irradiated toward the welding rib 4 to the first joint portion 10 of the first resin member 1. Although the laser beam is transmitted through the first joint portion 10 of the first resin member 1, the laser beam is absorbed by the welding rib 4 of the second joint portion 20 of the second resin member 3, and thus the first joint portion of the first resin member 1. 10 is melted at the interface between the second bonding member 30 of the second resin member 3 and the welding rib 4.
[0048]
  Since a crimping force is applied to at least one of the first resin member 1 and the second resin member 3 in the thickness direction in a melted state, the first joint portion 10 of the first resin member 1 and the second resin member 3 The welding rib 4 of the second joint portion 30 is crimped to each other. For this reason, the 1st junction part 10 of the 1st resin member 1 and the 2nd junction part 30 of the 2nd resin member 3 are joined. A semiconductor laser beam (wavelength: 940 nanometers) can be used as the laser beam.
[0049]
  According to the present embodiment, for the first joint portion 10 of the first resin member 1, there is a difference between a portion having the highest laser beam transmittance and a portion having the lowest laser beam transmittance.5% Or less (desirableIs 3%) And the difference in the transmittance of the laser beam at the first joint portion 10 of the first resin member 1 is reduced, so that the variation in the transmission amount of the laser beam that passes through the first joint portion 10 is reduced. Can be reduced, and as a result, variations in laser welding can be reduced, and the quality of laser welding can be improved.
[0050]
  In order to reduce the difference in the transmittance of the laser beam at the first joint portion 10 of the first resin member 1, at least one of the following measures (a) to (f) can be adopted. As a result, the difference between the portion having the highest laser beam transmittance and the portion having the lowest laser beam transmittance can be set to 8% or less (preferably 5% or less or 3% or less).
(A) By causing the first resin material constituting the first resin member 1 to contain a crystallization accelerator positively, the first resin material is reduced in variation in crystallinity.
(B) After the first resin member 1 is molded, the first resin member 1 is sufficiently annealed in the mold to reduce the variation in crystallinity in the first resin material.
(C) When the first resin member 1 is molded, the mold temperature of the mold is sufficiently increased, the mold temperature variation is reduced, and the crystallinity variation in the first resin material is reduced.
(D) When the first resin member 1 is molded with a molding die, the distance between the gate portions that are the injection portions of the first resin material constituting the first resin member 1 is reduced, and the resin between the gate portions is reduced. Rapid cooling is suppressed and variation in crystallinity of the first resin material is reduced.
(E) As shown in a test example to be described later, if the blending ratio of the resin material containing the crystallization accelerator and the material not containing the crystallization accelerator is adjusted, the first resin member 1 is in the first resin material. It is possible to reduce the variation in crystallinity by advancing the crystallinity as a whole.
(F) Of the first resin material constituting the first resin member 1, a portion through which the laser beam is transmitted during laser welding is set as an irradiation target, and the laser beam is irradiated in a state where the laser output is reduced. Is preheated to promote crystallization of the portion, thereby reducing the variation in crystallinity in the portion.
[0051]
  Further, as illustrated in FIG. 2, a welding rib 4 as a bonding protrusion may be formed on the first bonding portion 10 of the first resin member 1 before the laser beam is irradiated. Although a semiconductor laser beam (wavelength: 940 nanometers) is used as the laser beam, it is not limited to this.
[0052]
  (Second embodiment)
  Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be specifically described with reference to FIG. The second embodiment has basically the same configuration as the first embodiment and has the same functions and effects. In the following, different parts will be mainly described.
[0053]
  Also in the present embodiment, the first resin member 1 formed of the first resin material having transparency to the laser beam, and the welding rib4And a second resin member 3 formed of a second resin material having absorptivity with respect to the laser beam. The first resin material constituting the first resin member 1 is made of polybutylene terephthalate (PBT).
[0054]
  For the first resin member 1, there is a difference between a portion having the highest laser beam transmittance and a portion having the lowest laser beam transmittance.5% Or less (desirableIs 3% Or less), and the difference in the transmittance of the laser beam in the first resin member 1 is reduced. In this case, by blending the crystallinity promoter in the first resin material constituting the first resin member 1, the variation in crystallinity in the first resin material is reduced, and consequently the transmittance of the laser beam is reduced. The difference has been reduced.
[0055]
  Crystallization accelerators include metal oxides such as zinc oxide (ZnO) and magnesium oxide (MgO), calcium silicate (CaSiO₃ ), Magnesium silicate (MgSiO₃), Calcium phosphate (Ca₂(PO₄)₃ ), Calcium sulfate (CaSO₄), Barium sulfate (BaSO)₄) And the like, and clays such as talc, and organic acid salts such as calcium oxalate, calcium benzoate, magnesium stearate, and calcium tartrate are employed. As content of a crystallization accelerator, when the 1st resin material (except glass fiber) which comprises the 1st junction part 10 of the 1st resin member 1 is made into 100%, 0.005-2 by weight ratio. It is set within the range of 0%.
[0056]
  Also in the present embodiment, the first resin member 1 is irradiated with the laser beam from the first resin member 1 side in a state where the first joint portion 10 of the first resin member 1 and the second joint portion 30 of the second resin member 3 are overlapped. After the welding rib 4 irradiated to 1 is heated and then subjected to pressure bonding, the first joint portion 10 of the first resin member 1 and the second joint portion 30 of the second resin member 3 are bonded together as in the first embodiment. Join.
[0057]
  According to the present embodiment, the first resin material constituting the first resin member 1 contains the crystallization accelerator.CageIn the first joint portion 10 of the first resin member 1, there is a difference between a portion having the highest laser beam transmittance and a portion having the lowest laser beam transmittance.5% Or less (desirableIs 3% Or less). Thereby, the difference in the transmittance of the laser beam in the first joint portion 10 of the first resin member 1 is reduced, the variation in laser welding is reduced, and the quality of laser welding can be improved.
[0058]
  Furthermore, according to the present embodiment, since the crystallinity accelerator is blended with the first resin material constituting the first resin member 1, it is advantageous for increasing the strength of the first resin member 1.
[0059]
  (Third embodiment)
  Hereinafter, the third embodiment of the present invention will be specifically described with reference to FIG. The third embodiment has basically the same configuration as the first embodiment and has the same functions and effects. In the following, different parts will be mainly described.
[0060]
  Also in the present embodiment, the first resin member 1 is made of a first resin material that is transparent to the laser beam and contains glass fibers, and has a welding rib 4 and glass fibers are added. A second resin member 3 having a second resin material as a base material is prepared.
[0061]
  The first resin material constituting the first resin member 1 is made of polybutylene terephthalate (PBT). About the 1st junction part 10 of the 1st resin member 1, the difference between the part with the highest transmittance of a laser beam, and the part with the lowest transmittance of a laser beam is.5% Or less (desirableIs 3% Or less), and the difference in the transmittance of the laser beam at the first joint portion 10 of the first resin member 1 is reduced.
[0062]
  In this case, as schematically shown in FIG. 3, the first resin member 1 is formed by injecting a fluid resin material containing glass fibers into a cavity of a mold from a plurality of gate portions 5 and solidifying them. Has been. And when forming the 1st junction part 10, distance S1 between the adjacent gate parts is set to 70 millimeters or less (especially 50 millimeters or less). If the distance between the adjacent gate portions 5 is set in this way, variation in resin cooling during molding of the first joint portion 10 of the first resin member 1 is reduced, and as a result, crystallization at the first joint portion 10 is achieved. The variation in degree is reduced. Therefore, the difference in the transmittance of the laser beam in the first joint portion 10 of the first resin member 1 is reduced, the variation in laser welding is reduced, and the quality of laser welding can be improved. In addition, when shape | molding parts other than the 1st junction part 10 among the 1st resin members 1, distance S1 between the adjacent gate parts 5 can be made larger than an above-described distance.
[0063]
  (Fourth embodiment)
  Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be specifically described with reference to FIGS. The fourth embodiment has basically the same configuration as the third embodiment described above, and has the same functions and effects. In the following, different parts will be mainly described.
[0064]
  According to the present embodiment, the first resin member 1 is made of a first resin material that is transparent to the laser beam and has a glass fiber blended therein, the welding rib 4 and the glass fiber blended. A second resin member 3 having a second resin material as a base material is prepared.
[0065]
  The first resin material constituting the first resin member 1 is made of polybutylene terephthalate (PBT). About the 1st junction part 10 of the 1st resin member 1, the difference between the part with the highest transmittance of a laser beam, and the part with the lowest transmittance of a laser beam is.5% Or less (specificallyIs 3% Or less), and the difference in the transmittance of the laser beam at the first joint portion 10 of the first resin member 1 is reduced.
[0066]
  In this case, as shown in FIG. 3, the first resin member 1 is formed by injecting a fluid resin material containing glass fibers into the cavity of the mold from the gate portion 5 and solidifying it. According to the present embodiment, when the first joint portion 10 is formed, the distance S1 between the adjacent gate portions 5 is set to 70 millimeters or less (particularly, 50 millimeters or less). As a result, the first joint portion 10 is formed. The variation in crystallinity in the portion 10 is reduced, and as a result, the difference in the transmittance of the laser beam is reduced.
[0067]
  In addition, when shape | molding site | parts other than the 1st junction part 10 among the 1st resin members 1, since the said site | part is not a site | part to which laser welding is carried out, distance S1 between the adjacent gate parts 5 is made from the distance mentioned above. Can be bigger.
[0068]
  Further, the joint surface 10a of the first joint portion 10 of the first resin member 1 is configured not to have a trace of the gate portion 5, and the laser beam transmittance of the first joint portion 10 of the first resin member 1 is reduced. The difference is further reduced.
[0069]
  In the injection molding, generally, the cylinder temperature can be 230 to 270 ° C., and the mold temperature can be 20 to 90 ° C.
[0070]
  According to the present embodiment, since the difference in the transmittance of the laser beam is reduced in the first joint portion 10 of the first resin member 1, the variation in laser welding can be reduced, and the quality of laser welding can be improved. .
[0071]
  (5th Example)
  Hereinafter, a fifth embodiment of the present invention will be specifically described with reference to FIGS. The fourth embodiment has basically the same configuration as the third embodiment described above, and has the same functions and effects. In the following, different parts will be mainly described.
[0072]
  According to the present embodiment, the first resin member 1 having the first resin material that is transparent to the laser beam as the base material, the second resin material having the welding rib 4 and the second resin material as the base material. A resin member 3 is prepared. The first resin material constituting the first resin member 1 is made of polybutylene terephthalate (PBT). About the 1st junction part 10 of the 1st resin member 1, the difference between the part with the highest transmittance of a laser beam, and the part with the lowest transmittance of a laser beam is.5% Or less (desirableIs 3% Or less), and the difference in the transmittance of the laser beam in the first resin member 1 is reduced.
[0073]
  In this case, by blending the crystallinity promoter in the first resin material constituting the first resin member 1, the variation in crystallinity at the first joint 10 is reduced, and consequently the transmittance of the laser beam. The difference is reduced. As the crystallization accelerator and the content thereof, those described above and the above-described contents can be adopted.
[0074]
  Furthermore, according to the present embodiment, as shown in FIG. 3, the first resin member 1 is made by injecting a fluid resin material containing glass fibers into the mold cavity from the plurality of gate portions 5 and solidifying the resin material. It is formed by. According to this embodiment, in order to further reduce the variation in crystallization, the distance S1 between the adjacent gate portions 5 is set to 70 mm or less (particularly 50 mm or less) when the first joint portion 10 is formed. Has been. As a result, the variation in crystallinity in the first joint 10 is further reduced, and as a result, the difference in laser beam transmittance is further reduced.
[0075]
  Further, the joint surface 10 a of the first joint portion 10 of the first resin member 1 is configured not to have a trace of the gate portion 15, and the laser beam transmittance at the first joint portion 10 of the first resin member 1. The difference is further reduced.
[0076]
  As described above, according to the present embodiment, since the difference in the transmittance of the laser beam is reduced in the first joint portion 10 of the first resin member 1, the variation in laser welding is reduced, and the quality of laser welding is improved. Can be increased.
[0077]
  (Test example)
  Hereinafter, test examples of the present invention will be described. In this test example, while using the material A formed of resin pellets containing no crystallization accelerator (PBT containing glass fiber), resin pellets containing crystallization accelerator (PBT containing glass fiber) were used. The material B formed from the above was used.
[0078]
  About material A, 30% of glass fibers are contained by weight ratio, and 70% is a resin content. Material A was Toray Industries, Inc .: 4158G30, # 68101.
[0079]
  About the above-mentioned material B, 30% of glass fibers are contained by weight ratio, and 70% is a resin content. Material B was Toray Industries, Inc .: 1101G30, # 66541.
[0080]
  Then, a resin material in which the material A and the material B were appropriately blended was injection-molded into a mold cavity, and the above-described test piece 8 (JIS K7127, No. 2 test piece, dumbbell test piece) was formed by injection molding. The mold temperature of the mold when molding the test piece 8 was 80 ° C., and the cylinder temperature was 240 to 260 ° C.
[0081]
  As shown in FIG. 4, the test piece 8 includes a narrow portion 80, a first wide portion 81 formed on one end side of the narrow portion 80, and a second portion formed on the other end side of the narrow portion 80. And a wide portion 82. The total length L of the test piece 8 is 115 millimeters, the thickness of the test piece 8 is 1 millimeter, the width W1 of the narrow portion 80 is 6 millimeters, and the width W2 of the first wide portion 81 is 25 millimeters. A gate portion 85 was formed in the first wide portion 81, and a resin material was injection molded from the gate portion 85. The resin material flows in the order of the gate part 85 → the first wide part 81 → the narrow part 80 → the second wide part 82. In this case, the distance from the gate portion 85 increases in the order of α1 → α2 → α3 → α4 → α5 → α6.
[0082]
  The relationship between the distance from the gate portion 85 in the test piece 8 and the transmittance of the laser beam was measured for each part in each test piece 8 in which the mixing ratio of the material A and the material B was changed. The test results are shown in FIG. The vertical axis in FIG. 7 indicates the transmittance of the laser beam, and the horizontal axis in FIG. 7 indicates the distance from the gate portion 85.
Formulation(1)Is when the material A containing no crystallization accelerator is 100% and the material B containing the crystallization accelerator is 0%.
Formulation(2)Is 95% of the material A containing no crystallization accelerator and 5% of the material B containing the crystallization accelerator.
Formulation(3)Is 90% of the material A containing no crystallization accelerator, and 10% of the material B containing the crystallization accelerator.
Formulation(4)Is when the material A containing no crystallization accelerator is 80% and the material B containing the crystallization accelerator is 20%.
Formulation(5)Is 70% of the material A containing no crystallization accelerator and 30% of the material B containing the crystallization accelerator.
Formulation(6)Is when the material A containing no crystallization accelerator is 0% and the material B containing the crystallization accelerator is 100%.
[0083]
  According to the test results shown in FIG. 7, the compound formed with the material A not containing the crystallization accelerator.(1)In this case, the difference in transmittance is the largest with respect to the distance from the gate portion 85 of the test piece 8. In this way, the composition with the largest difference in transmittance(1)When the distance from the gate portion 85 is 0 millimeter, the transmittance is about 19%, and when the distance from the gate portion 85 is 80 millimeters, the transmittance is about 25%. Therefore, mix(1)When the distance from the gate portion 85 is set to 80 millimeters, the difference in transmittance can be suppressed to a small value of about 6% (25% -19% = 6%).
[0084]
  Also, a blend formed of material A that does not contain a crystallization accelerator(1)In this case, the transmittance was about 24% when the distance from the gate portion 85 was 70 millimeters. Therefore, mix(1)When the distance from the gate portion 85 is set to 70 millimeters, it has been found that the difference in transmittance can be suppressed to a small value of about 5% (24% -19% = 5%).
[0085]
  Moreover, according to the graph shown in FIG. 7, it has been found that the difference in transmittance can be further reduced if the ratio of the material B containing the crystallization accelerator is increased. That is, the compounding with which the ratio of the material B containing a crystallization promoter increased(2)~ Combination(6)Therefore, when the distance from the gate portion 85 is 70 millimeters, the difference in transmittance can be reduced to 4% or less. Furthermore, the compounding which the ratio of the material B containing a crystallization promoter increased(2)~ Combination(6)Accordingly, when the distance from the gate portion 85 is 60 millimeters, the difference in the transmittance of the laser beam can be further reduced to 2-3% or less.
[0086]
  Further, FIG. 8 and FIG. 9 show the results for each test piece 8 in which the mixing ratio of the material A and the material B is changed. The vertical axis in FIG. 8 indicates the difference between the highest transmittance and the lowest transmittance of the laser beam. The horizontal axis of FIG. 8 shows the blending ratio of material A and material B.
[0087]
  The vertical axis in FIG. 9 indicates the transmittance of the laser beam, and the horizontal axis in FIG. 9 indicates the mixing ratio of the material A and the material B.
[0088]
  As shown by the characteristic line in FIG. 8, when the material B containing the crystallization accelerator is blended, the transmittance difference is rapidly reduced. That is, as shown by the characteristic line in FIG. 8, when the material B containing the crystallization accelerator was not blended, the transmittance difference was about 11.0%. However, when 5% by weight of the material B containing the crystallization accelerator was blended, the difference in transmittance was rapidly reduced to about 3%. Further, when the material B containing the crystallization accelerator was blended by 10% by weight, the transmittance difference was about 2%. Moreover, as shown by the characteristic line in FIG. 8, when the material B containing the crystallization accelerator was blended in an amount of 20% by weight to 100% by weight, the transmittance difference was less than 2%. The small transmittance difference means that the variation in the transmission of the laser beam is reduced, the variation in the intensity of the laser welding is reduced, and the quality of the laser welding is stabilized.
[0089]
  However, as indicated by the characteristic line in FIG. 9, as the ratio of the material B containing the crystallization accelerator increases, it becomes difficult to transmit the laser beam. The rate itself decreases gradually and is not preferable. Therefore, when the total of the material A containing no crystallization accelerator and the material B containing the crystallization accelerator is 100%, in order to obtain a transmittance of 17.5% or more, the material containing the crystallization accelerator is used. The proportion of B is preferably 45% or less by weight, particularly 5 to 40%, particularly 5 to 20%.
[0090]
  According to the present example, the transmittance of the laser beam was measured in consideration of the actual width of the laser welded portion. That is, as shown in FIG. 6, a covering member 9 having a hole 90 having an opening width that matches the width of the welded portion is used. When the welded portion is the weld rib 4, the covering member 9 having a hole 90 having an opening width that matches the width of the weld rib 4 is used. This covering member 9 (material: stainless steel, SUS304) is impermeable to the laser beam.
[0091]
  Then, as shown in FIG. 6, the covering member 9 is disposed above the measuring device 95, the laser beam is irradiated toward the hole 90 of the covering member 9, and the light receiving energy is measured by the measuring device 95.
[0092]
  In the state where the first resin member 1 having the property of transmitting the laser beam is not installed on the covering member 9, the laser beam is irradiated toward the hole 90, and the received light energy measured by the measuring device 95 through the hole 90 is obtained. It was set as non-transmitted light energy E1. In this case, the laser beam does not pass through the first resin member 1.
[0093]
  Further, in a state where the first resin member 1 having the property of transmitting the laser beam is installed on the covering member 9, the laser beam is irradiated toward the first resin member 1 and the hole 90 and measured through the hole 90. The received light energy measured by the vessel 95 was taken as transmitted light energy E2. In this case, the laser beam passes through the first resin member 1.
[0094]
  The transmittance of the laser beam was obtained by (E2 / E1) × 100%.
[0095]
  (Other examples)
  According to the above-described embodiment, the first resin material constituting the first resin member 1 having laser beam transparency is made of polybutylene terephthalate (PBT) as a base material. PET), polyethylene, polypropylene, polyamide resin, vinyl chloride resin, fluororesin, polystyrene, ABS, polycarbonate, polyphenylene sulfide, and the like. The first resin member 1 having laser beam transparency and the second resin member 3 having laser beam absorptivity do not need to contain glass fiber or the like.
[0096]
  According to Test Example 2 described above, the material A formed of resin pellets containing no crystallization accelerator and the material B formed of resin pellets containing a crystallization accelerator are used. However, the first resin member 1 may be formed only from the material B formed of resin pellets containing a crystallization accelerator. According to the present invention, the features according to the claims may be included. In addition, the present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, and can be implemented with appropriate modifications within a range not departing from the gist.
[0097]
【The invention's effect】
  According to the present invention, it is possible to provide a laser welding product and a laser welding method that are advantageous for further improving the quality of laser welding.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state in which a first resin member and a second resin member are laser-welded.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which a first resin member and a second resin member are laser-welded according to another embodiment.
FIG. 3 is a configuration diagram schematically showing a form in which a plurality of adjacent gate portions are approaching each other.
FIG. 4 is a plan view of a test piece.
FIG. 5 is a configuration diagram when laser welding a first resin member and a second resin member having a welding rib.
FIG. 6 is a configuration diagram when measuring the transmittance of a laser beam using a covering member having a hole having an opening width matched to the width of a welded portion.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the distance from the gate portion of the test piece and the transmittance of the laser beam.
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the blending ratio of the material A not containing the crystallization accelerator and the material B containing the crystallization accelerator and the transmittance difference.
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the blending ratio of the material A not containing the crystallization accelerator and the material B containing the crystallization accelerator and the transmittance.
[Explanation of symbols]
  In the figure, 1 is a first resin member, 10 is a first joint portion, 3 is a second resin member, and 30 is a second joint portion.

Claims

Preparing a first resin member having a first joint having transparency to a laser beam and a second resin member having a second joint;
  A joining step of joining the first joint portion of the first resin member and the second joint portion of the second resin member by irradiating the first joint portion of the first resin member with a laser beam; In the laser welding method of sequentially carrying out
  At least the first joint portion of the first resin member is formed by injecting a fluid resin material from a plurality of gate portions into a cavity of a mold, and before the laser beam irradiation, The bonding surface of the first bonding portion of one resin member is made of a resin having no trace of the gate portion,
  Variation in crystallinity is reduced at the joint surface of the first joint portion of the first resin member, and the transmittance between the portion having the highest laser beam transmittance and the portion having the lowest laser beam transmittance is reduced. A laser welding method characterized in that the difference is reduced.

Preparing a first resin member having a first joint having transparency to a laser beam and a second resin member having a second joint;
  A joining step of joining the first joint portion of the first resin member and the second joint portion of the second resin member by irradiating the first joint portion of the first resin member with a laser beam; In the laser welding method of sequentially carrying out
  Prior to laser beam irradiation, at least the first joint portion of the first resin member is formed by injecting a fluid resin material into a cavity of a mold from a plurality of gate portions. The distance between the gate parts to be set is 70 mm or less,
  In the first joint portion of the first resin member, variation in crystallinity is reduced, and there is a difference in transmittance between a portion having the highest laser beam transmittance and a portion having the lowest laser beam transmittance. A laser welding method characterized by being reduced.

Preparing a first resin member having a first joint having transparency to a laser beam and a second resin member having a second joint;
  A joining step of joining the first joint portion of the first resin member and the second joint portion of the second resin member by irradiating the first joint portion of the first resin member with a laser beam; In the laser welding method of sequentially carrying out
  Before the laser beam irradiation, at least the first joint portion of the first resin member has a transmittance difference of 5% or less between a portion having the highest laser beam transmittance and a portion having the lowest laser beam transmittance. Is set to
  A laser welding method, wherein a difference in transmittance of a laser beam is reduced in the first joint portion of the first resin member.

4. The laser welding method according to claim 1, wherein at least the first joint portion of the first resin member includes a crystallization accelerator before irradiation with the laser beam. 5. .

5. The method according to claim 1, wherein at least the second joint portion of the second resin member is more absorbable with respect to the laser beam than the first joint portion of the first resin member. A laser welding method characterized by comprising: