(57)【特許請求の範囲】
【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樹脂材と、該レーザ光に対して透過性のない非透過樹脂材との当接界面を、該透過樹脂材側からの該レーザ光の照射により加熱溶融させて溶着するレーザ溶着を利用して、互いに相溶性の小さい第１樹脂材料及び第２樹脂材料よりなる第１樹脂部材及び第２樹脂部材を一体的に接合する樹脂成形品の接合方法であって、
上記第１樹脂部材と上記第２樹脂部材との間に、上記第１樹脂材料及び上記第２樹脂材料よりなるアロイ樹脂材を介在させる配置工程と、
上記レーザ光照射により、少なくとも上記第１樹脂部材と上記アロイ樹脂材との第１当接界面及び上記第２樹脂部材と該アロイ樹脂材との第２当接界面を加熱溶融させる照射工程とからなることを特徴とする樹脂成形品の接合方法。
【請求項２】
前記第１樹脂部材及び前記第２樹脂部材のうちの一方が透過樹脂材よりなるとともに他方が非透過樹脂材よりなり、かつ、前記アロイ樹脂材が透過樹脂材又は非透過樹脂材よりなることを特徴とする請求項１記載の樹脂成形品の接合方法。
【請求項３】
前記第１樹脂部材及び前記第２樹脂部材の双方が透過樹脂材及び非透過樹脂材のうちの一方よりなり、かつ、前記アロイ樹脂材が透過樹脂材及び非透過樹脂材のうちの他方よりなることを特徴とする請求項１記載の樹脂成形品の接合方法。
【請求項４】
前記アロイ樹脂材はシート状、粉末状又はペースト状であることを特徴とする請求項１、２又は３記載の樹脂成形品の接合方法。
【請求項５】
前記アロイ樹脂材は断面略三角形の略三角柱形状であり、この略三角形状を構成する三面のうちの二面が前記際１樹脂部材とのテーパ状第１当接界面及び第２樹脂部材とのテーパ状第２当接界面であることを特徴とする請求項１又は３記載の樹脂成形品の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は樹脂成形品の接合方法に関し、詳しくはレーザ光の照射を利用して、互いに相溶性の小さい樹脂材同士を接合する樹脂成形品の接合方法に関する。
【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。
【０００３】
このような樹脂よりなる分割成形品を互いに接合する手段として、レーザ溶着を利用する方法が特開昭６０−２１４９３１号公報に示されている。この接合方法は、レーザ光に対して透過性のある透過性樹脂材と、レーザ光に対して透過性のない非透過性樹脂材とを重ね合わせ、該透過性樹脂材側からレーザ光を照射することにより、透過樹脂材と非透過樹脂材との当接面を加熱溶融させて両者を一体的に接合するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記レーザ溶着による樹脂成形品の接合方法は、互いに相溶性のある樹脂材同士を接合するものである。したがって、上記従来のレーザ溶着方法によっては、互いに相溶性の小さい樹脂材同士を良好に接合することができなかった。
【０００５】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、レーザ光照射を利用しつつ、互いに相溶性の小さい樹脂材同士を接合することのできる樹脂成形品の接合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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）上記課題を解決する請求項１記載の樹脂成形品の接合方法は、加熱源としてのレーザ光に対して透過性のある透過樹脂材と、該レーザ光に対して透過性のない非透過樹脂材との当接界面を、該透過樹脂材側からの該レーザ光の照射により加熱溶融させて溶着するレーザ溶着を利用して、互いに相溶性の小さい第１樹脂材料及び第２樹脂材料よりなる第１樹脂部材及び第２樹脂部材を一体的に接合する樹脂成形品の接合方法であって、上記第１樹脂部材と上記第２樹脂部材との間に、上記第１樹脂材料及び上記第２樹脂材料よりなるアロイ樹脂材を介在させる配置工程と、上記レーザ光照射により、少なくとも上記第１樹脂部材と上記アロイ樹脂材との第１当接界面及び上記第２樹脂部材と該アロイ樹脂材との第２当接界面を加熱溶融させる照射工程とからなることを特徴とするものである。
好適な態様において、前記第１樹脂部材及び前記第２樹脂部材のうちの一方が透過樹脂材よりなるとともに他方が非透過樹脂材よりなり、かつ、前記アロイ樹脂材が透過樹脂材又は非透過樹脂材よりなる。
好適な態様において、前記第１樹脂部材及び前記第２樹脂部材の双方が透過樹脂材及び非透過樹脂材のうちの一方よりなり、かつ、前記アロイ樹脂材が透過樹脂材及び非透過樹脂材のうちの他方よりなる。
好適な態様において、前記アロイ樹脂材はシート状、粉末状又はペースト状である。
好適な態様において、前記アロイ樹脂材は断面略三角形の略三角柱形状であり、この略三角形状を構成する三面のうちの二面が前記際１樹脂部材とのテーパ状第１当接界面及び第２樹脂部材とのテーパ状第２当接界面である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
（１）請求項１記載の樹脂成形品の接合方法は、加熱源としてのレーザ光に対して透過性のある透過樹脂材と、該レーザ光に対して透過性のない非透過樹脂材との当接界面を、該透過樹脂材側からの該レーザ光の照射により加熱溶融させて溶着するレーザ溶着を利用して、互いに相溶性の小さい第１樹脂材料及び第２樹脂材料よりなる第１樹脂部材及び第２樹脂材を一体的に接合するもので、配置工程と、照射工程とからなる。
【００１０】
配置工程では、第１樹脂部材と第２樹脂部材との間に、第１樹脂材料及び第２樹脂材料よりなるアロイ樹脂材を介在させる。
【００１１】
照射工程では、レーザ光照射により、少なくとも第１樹脂部材とアロイ樹脂材との第１当接界面及び第２樹脂部材とアロイ樹脂材との第２当接界面を加熱溶融させる。アロイ樹脂材は第１樹脂材料及び第２樹脂材料よりなるので、第１樹脂部材とアロイ樹脂材との第１当接界面が加熱溶融されれば、この第１当接界面では互いに相溶性のあるアロイ樹脂材中の第１樹脂材料と第１樹脂部材とを溶着させることができ、一方第２樹脂部材とアロイ樹脂材との第２当接界面が加熱溶融されれば、この第２当接界面では互いに相溶性のあるアロイ樹脂材中の第２樹脂材料と第２樹脂部材とを溶着させることができる。
【００１２】
こうして、第１樹脂材料及び第２樹脂材料よりなるアロイ樹脂材を介して、互いに相溶性の小さい第１樹脂部材及び第２樹脂部材をレーザ溶着により一体的に接合することが可能となる。
【００１３】
上記透過樹脂材の種類としては、熱可塑性を有し、加熱源としてのレーザ光を所定の透過率以上で透過させう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）、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（ＰＭＭＡ）、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、着色したものを用いてもよい。
【００１４】
上記非透過樹脂材の種類としては、熱可塑性を有し、加熱源としてのレーザ光を透過させずに吸収しう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）、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（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ＰＰＳ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。
【００１５】
上記したような透過樹脂材及び非透過樹脂材のうちから、適宜互いに相溶性の小さい樹脂材料同士の組み合わせを選んで、第１樹脂部材及び第２樹脂部材を構成する第１樹脂材料及び第２樹脂材料とするとともに、該第１樹脂材料及び該第２樹脂材料によりアロイ樹脂材を構成することができる。
【００１６】
互いに相溶性の小さい樹脂材料同士の組み合わせとして、具体的にはＰＣとＰＡ６やＰＡ６６等のＰＡとの組み合わせ、ＰＣとＰＰとの組み合わせ、ＰＣとＰＥＴとの組み合わせ、ＰＣとＡＢＳとの組み合わせ、ＰＣとＰＢＴとの組み合わせ、ＰＰとＰＡ６やＰＡ６６等のＰＡとの組み合わせ、ＰＰとＰＢＴとの組み合わせ、ＰＢＴとＰＡ６やＰＡ６６等のＰＡとの組み合わせ、ＰＡとＰＰＳとの組合せ等を挙げることができる。
【００１７】
アロイ樹脂材における第１樹脂材料と第２樹脂材料との配合割合は、１０：９０〜９０：１０程度とすることができるが、２５：７５〜７５：２５程度とすることが好ましく、５０：５０とすることが最適である。
【００１８】
なお、アロイ樹脂材は、相溶化剤等又は架橋材を添加したり、あるいは相溶化剤及び架橋材を添加したりすることにより製造することができる。
【００１９】
そして、請求項１記載の樹脂成形品の接合方法において、上記第１樹脂部材、上記第２樹脂部材及び上記アロイ樹脂材は、三者のうち少なくとも一つを加熱源としてのレーザ光に対して透過性のある透過樹脂材とし、かつ、三者のうち少なくとも一つを該レーザ光に対して透過性のない非透過樹脂材とすることができる。具体的には、▲１▼第１樹脂部材及び第２樹脂部材のうちの一方が透過樹脂材よりなるとともに他方が非透過樹脂材よりなり、かつ、アロイ樹脂材が透過樹脂材又は非透過樹脂材よりなる第１の態様と、▲２▼第１樹脂部材及び第２樹脂部材の双方が透過樹脂材及び非透過樹脂材のうちの一方よりなり、かつ、アロイ樹脂材が透過樹脂材及び非透過樹脂材のうちの他方よりなる第２の態様とすることができる。
【００２０】
ここに、上記レーザ溶着は、加熱源としてのレーザ光を透過樹脂材側から照射して、該透過樹脂材内を透過したレーザ光を非透過樹脂材の該透過樹脂材との当接界面に到達、吸収させ、該非透過樹脂材の当接界面にエネルギーとして蓄積させることにより、該非透過樹脂材の当接界面を加熱溶融させるとともに、この非透過樹脂材の当接界面からの熱伝達により透過樹脂材の当接界面を加熱溶融させて、両者を溶着するものである。
【００２１】
▲１▼上記第１の態様においては、第１樹脂部材及び第２樹脂部材のうちの一方とアロイ樹脂材との当接界面が透過樹脂材同士又は非透過樹脂材同士の当接界面となり、かつ、第１樹脂部材及び第２樹脂部材のうちの他方とアロイ樹脂材との当接界面が透過樹脂材及び非透過樹脂材同士の当接界面となる。これらのうち透過樹脂材及び非透過樹脂材同士の当接界面は、上述したように透過樹脂材側からのレーザ光照射によりレーザ溶着することができる。しかし、透過樹脂材同士の当接界面や非透過樹脂材同士の当接界面は、上述したレーザ溶着の作用のみによって溶着することができない。このとき、アロイ樹脂材が非透過樹脂材の場合は、透過樹脂材側から照射されたレーザ光が透過樹脂材及び非透過樹脂材同士の当接界面側からアロイ樹脂材に吸収されることにより、該アロイ樹脂材の全体が加熱溶融されれば、反対側の非透過樹脂材同士の当接界面も加熱溶融させることができる。一方、アロイ樹脂材が透過樹脂材の場合は、上述したレーザ溶着の作用により、まず透過樹脂材及び非透過樹脂材同士の当接界面側において該非透過樹脂材を加熱溶融させ、この当接界面からの熱伝導によりアロイ樹脂材の全体を加熱溶融させることができれば、反対側の透過樹脂材同士の当接界面も加熱溶融させることができる。
【００２２】
すなわち、上記第１の態様の場合は、透過樹脂材側からのレーザ光照射によりアロイ樹脂材の全体を加熱溶融させる必要があり、このようにアロイ樹脂材の全体が加熱溶融されれば、該アロイ樹脂材を介して、互いに相溶性の小さい第１樹脂部材と第２樹脂部材とを一体的に接合させることができる。
【００２３】
そこで、上記第１の態様においては、アロイ樹脂材の厚さを０．５ｍｍ以下とすることが好ましく、０．２ｍｍ以下とすることがより好ましい。アロイ樹脂材の厚さが０．５ｍｍを超えると、透過樹脂材側からのレーザ光照射によりアロイ樹脂材の全体を加熱溶融させることが著しく困難となり、またたとえアロイ樹脂材の全体を加熱溶融させることができたとしても、レーザ光の照射時間等、エネルギー的に非効率となる。一方、アロイ樹脂材の厚さが薄すぎると、アロイ樹脂材を介して互いに相溶性の小さい第１樹脂部材及び第２樹脂部材を接合させるというアロイ樹脂材本来の作用効果を期待できなくなることから、アロイ樹脂材の厚さは０．０５ｍｍ以上とすることが好ましく、０．１ｍｍ以上とすることがより好ましい。
【００２４】
また、上記第１の態様におけるアロイ樹脂材の形状は、取り扱いの容易性等を考慮すればシート状とすることが好ましいが、粉末状又はペースト状であってもよい。
【００２５】
さらに、上記第１の態様においては、アロイ樹脂材を非透過樹脂材とすることが好ましい。アロイ樹脂材が非透過樹脂材であれば、透過樹脂材側から照射されたレーザ光が直接アロイ樹脂材に吸収されるため、アロイ樹脂材の全体を加熱溶融させるのに時間的に有利になると考えられるからである。
【００２６】
▲２▼上記第２の態様においては、第１樹脂部材とアロイ樹脂材との当接界面及び第２樹脂部材とアロイ樹脂材との当接界面がいずれも透過樹脂材及び非透過樹脂材同士の当接界面となることから、上述したレーザ溶着の作用により、第１樹脂部材とアロイ樹脂材との当接界面及び第２樹脂部材とアロイ樹脂材との当接界面を溶着することができる。このため、上記第２の態様の場合は、必ずしもアロイ樹脂材の全体を加熱溶融させる必要はない。ただし、上記第２の態様の場合であっても、接合強度の向上の観点より、アロイ樹脂材の全体を加熱溶融させる方が望ましい。
【００２７】
そこで、上記第２の態様において、アロイ樹脂材の全体を加熱溶融させる場合は、上記第１の態様と同様、アロイ樹脂材の厚さを０．０５〜０．５ｍｍとすることが好ましく（より好ましくは０．１〜０．２ｍｍ）、アロイ樹脂材の形状をシート状、粉末状又はペースト状とすることが好ましい。
【００２８】
一方、上記第２の態様において、アロイ樹脂材の全体を加熱溶融させない場合は、アロイ樹脂材を断面略三角形の略三角柱形状とし、この略三角柱形状を構成する三面のうちの二面を、第１樹脂部材とのテーパ状第１当接界面及び第２樹脂部材とのテーパ状第２当接界面とすることが好ましい。
【００２９】
こうすることで、アロイ樹脂材が透過樹脂材よりなるとともに第１樹脂部材及び第２樹脂部材が非透過樹脂材よりなる場合は、非透過樹脂材よりなる第１樹脂部材及び第２樹脂部材のテーパ状第１当接界面及びテーパ状第２当接界面が向く側の一方向のみからレーザ光を照射することにより、透過樹脂材よりなるアロイ樹脂材中を透過したレーザ光を第１樹脂部材及び第２樹脂部材のテーパ状第１当接界面及びテーパ状第２当接界面の双方に到達、吸収させて、該テーパ状第１当接界面及び該テーパ状第２当接界面におけるレーザ溶着を行うことが可能となる。また、アロイ樹脂材が非透過樹脂材よりなるとともに第１樹脂部材及び第２樹脂部材が透過樹脂材よりなる場合は、非透過樹脂材よりなるアロイ樹脂材のテーパ状第１当接界面及びテーパ状第２当接界面が向く側の一方向からレーザ光を照射することにより、透過樹脂材よりなる第１樹脂部材中を透過したレーザ光をアロイ樹脂材のテーパ状第１当接界面に到達、吸収させるとともに、透過樹脂材よりなる第２樹脂部材中を透過したレーザ光をアロイ樹脂材のテーパ状第２当接界面に到達、吸収させて、該テーパ状第１当接界面及び該テーパ状第２当接界面におけるレーザ溶着を行うことが可能となる。ただし、アロイ樹脂材を透過樹脂材とするとともに第１樹脂部材及び第２樹脂部材を非透過樹脂材とする前者の態様によれば、非透過樹脂材よりなる第１樹脂部材及び第２樹脂部材のテーパ状第１当接界面及びテーパ状第２当接界面のうち一方のテーパ状当接界面におけるレーザ光の反射を利用して他方のテーパ状当接界面へのレーザ光吸収を促進させることができ、レーザ照射時間の短縮化等を図ることが可能となるため、好ましい。
【００３０】
なお、上記一方向のみからのレーザ光照射とは、レーザ光の照射途中で一つの当接界面に対する照射角を変更したり、又は二つの当接界面のそれぞれに対して同一若しくは異なる照射角でレザー光を照射したりすることなく、二つの当接界面のうちから任意に選ばれた一つの当接界面に対して一定の照射角で照射するある一方向からの一のレーザ光により二つの接合面を同時に照射することを意味する。
【００３１】
また、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樹脂材の吸収スペクトルや板厚（透過長）等との関係で、透過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：Ｎｄ３＋レーザ（レーザ光の波長：１０６０ｎｍ）や半導体レーザ（レーザ光の波長：５００〜１０００ｎｍ）を用いることができる。
【００３２】
なお、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。
【００５６】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
【００５７】
（実施例１）
本実施例は、請求項１、２又は４記載の樹脂成形品の接合方法を具現化したもので、レーザ溶着を利用しつつ、アロイ樹脂材を介して互いに相溶性の小さい第１樹脂部材及び第２樹脂部材を一体的に接合するものである。また、この実施例は、第１樹脂部材及び第２樹脂部材のうちの一方が透過樹脂材よりなるとともに他方が非透過樹脂材よりなり、かつ、アロイ樹脂材が透過樹脂材又は非透過樹脂材よりなる第１の態様を具現化したものである。
【００５８】
図１は、自動車用ヘッドライトを切断した斜視図であり、図２は接合構造を示す要部断面図である。
【００５９】
このヘッドライトは、左右に２分割されていて、左側分割体である第１樹脂部材１１と右側分割体である第２樹脂部材１２とから外郭が構成された中空体である。第１樹脂部材１１及び第２樹脂部材１２は、互いに整合して嵌合し合う当接端部１１ａ及び１２ａをそれぞれ有し、この当接端部１１ａ及び１２ａ同士がアロイ樹脂材１３を介してレーザ溶着により一体的に接合されている。
【００６０】
第１樹脂部材１１を構成する第１樹脂材料はポリカーボネート（ＰＣ）よりなり、またこの第１樹脂部材１１は加熱源としてのレーザ光に対して透過性のある透過樹脂材である。
【００６１】
第２樹脂部材１２を構成する第２樹脂材料はガラス繊維が３０ｗｔ％、着色剤としてのカーボンブラックが適宜量添加されたＡＢＳよりなり、またこの第２樹脂部材１２は加熱源としてのレーザ光に対して透過性のない非透過樹脂材である。
【００６２】
なお、上記第１樹脂部材１１はヘッドライトのレンズを構成し、上記第２樹脂部材１２はヘッドライトのカバーを構成する。また、上記第１樹脂材料としてのＰＣと第２樹脂材料としてのＡＢＳは互いに相溶性の小さいものである。
【００６３】
また、第１樹脂部材１１の底壁１１ｂの内面には、ＰＣよりなるエクステンション１４が配設され、第２樹脂部材１２の内面には、エポキシ（ＢＭＣ）よりなるリフレクター（反射鏡）１５が配設されている。そして、第２樹脂部材１２及びリフレクター１５の後方壁にそれぞれ貫設された貫孔１２ｂ及び１５ａにはランプ１６が配設されるとともに、第２樹脂材１２の貫孔１２ｂがカバー１７で塞がれている。
【００６４】
図２に示すように、第１樹脂部材１１の当接端部１１ａには、中空体の内側（図２の下側）の基端側（図２の左端側）に段部を残しつつ内側及び外側がテーパ状に切り欠かれるととものその先端部が切り落とされ、先端側へ漸次縮小して突出する形状に形成された嵌合凸部１１ｃが設けられている。この嵌合凸部１１ｃは、先端接合端面１１ｃ１  と、外側及び内側の各テーパ状接合面１１ｃ２  と、内側のテーパ状接合面１１ｃ２  の基端に交差する内側の段状接合端面１１ｃ３  とを有している。
【００６５】
一方、第２樹脂部材１２の当接端部１２ａには、先端側（図２の左端側）へ漸次拡開して突出する形状に形成され、上記嵌合凸部１１ｃと嵌合可能な嵌合凹部１２ｃが設けられている。この嵌合凹部１２ｃは、上記先端接合端面１１ｃ１  と互いに整合する底接合端面１２ｃ１  と、各上記テーパ状接合面１１ｃ２  とそれぞれ互いに整合する外側及び内側の各テーパ状接合面１２ｃ２  と、内側のテーパ状接合面１２ｃ２  の先端に交差し、上記段状接合端面１１ｃ３  と互いに整合する先端接合端面１２ｃ３  とを有している。
【００６６】
そして、第１樹脂部材１１の嵌合凸部１１ｃ及び第２樹脂部材１２の嵌合凹部１２ｃ同士が上記アロイ樹脂材１３を介して嵌合されるとともに、先端接合端面１１ｃ１  及び底接合端面１２ｃ１  同士と、外側のテーパ状接合面１１ｃ２  及び１２ｃ２  同士と、内側のテーパ状接合面１１ｃ２  及び１２ｃ２  同士と、段状接合端面１１ｃ３  及び先端接合端面１２ｃ３  同士とが、上記アロイ樹脂材１３を介してそれぞれレーザ溶着により一体的に接合されている。
【００６７】
このアロイ樹脂材１３は、上記第１樹脂材料としてのＰＣと上記第２樹脂材料としてのＡＢＳとからなる。このアロイ樹脂材１３は相溶化剤、架橋材が添加された材料を圧縮成形することにより所定形状に成形した厚さが０．２ｍｍのシート状のもので、第１樹脂材料と第２樹脂材料との配合割合は５０：５０とされている。また、このアロイ樹脂材１３には着色剤としてのカーボンブラックが適宜量添加されており、アロイ樹脂材１３は加熱源としてのレーザ光に対して透過性のない非透過樹脂材とされている。
【００６８】
上記構成を有する本実施例の樹脂成形品は、以下のようにして製造した。まず、第１樹脂部材１１及び第２樹脂部材１２を射出成形によりそれぞれ所定形状に形成した後、第１樹脂部材１１の内面にエクステンションを配設するとともに、第２樹脂材１２の内面にリフレクターを配設した。そして、第１樹脂部材１１の嵌合凸部１１ｃと第２樹脂部材１２の嵌合凸部１２ｃとをアロイ樹脂材１３を介して嵌合し、第１樹脂部材１１と第２樹脂部材１２との間にアロイ樹脂材１３を介在させた。この状態で、透過樹脂材としての第１樹脂部材１１側から第２樹脂部材１２の底接合端面１２ｃ１  、両テーパ状接合面１２ｃ２  及び先端接合端面１２ｃ３  に向けてレーザ光を照射した。なお、レーザ光としてはＹＡＧ−ネオジウムレーザ光（波長１０６０ｎｍ）を用いた。照射条件は、出力：２００〜４００Ｗ、加工速度：５ｍ／ｍｉｎとした。
【００６９】
このレーザ光照射により、アロイ樹脂材１３の全体を加熱溶融するとともに、第１樹脂部材１１とアロイ樹脂材１３との第１当接界面及び第２樹脂部材１２とアロイ樹脂部材１３との第２当接界面を加熱溶融して溶着し、アロイ樹脂材１３を介して、第１樹脂部材１１と第２樹脂部材１２とをレーザ溶着により一体的に接合した。
【００７０】
このように互いに相溶性の小さい第１樹脂材料及び第２樹脂材料よりなる第１樹脂部材１１及び第２樹脂部材１２を、レーザ溶着により接合する場合であっても、両者の間にアロイ樹脂材１３を介在させることにより、良好に接合することができた。
【００７１】
また、こうして得られた接合部では、先端接合端面１１ｃ１  及び底接合端面１２ｃ１  同士、外側のテーパ状接合面１１ｃ２  及び１２ｃ２  同士、内側のテーパ状接合面１１ｃ２  及び１２ｃ２  同士、並びに段状接合端面１１ｃ３  及び先端接合端面１２ｃ３  同士のレーザ溶着による接合に加えて、第１樹脂部材１１の嵌合凸部１１ｃと第２樹脂部材１２の嵌合凹部１２ｃとの嵌合、及び第１樹脂部材１１の段状接合端面１１ｃ３  と第２樹脂部材１２の先端接合端面１２ｃ３  との係合により構造的にも強固な接合部となっているので、より高い接合強度及び耐圧強度を有している。
【００７２】
また、本実施例の樹脂成形品では、透過性樹脂よりなる第１樹脂部材１１の当接端部１１ａに嵌合凸部１１ｃを設けるとともに、非透過性樹脂よりなる第２樹脂部材１２の当接端部１２ａに嵌合凹部１２ｃを設けている。このため、第１樹脂部材１１の透過性樹脂内におけるレーザ光の散乱に加えて、第２樹脂部材１２の嵌合凹部１２ｃの内面（底接合端面１２ｃ１  及び各テーパ状接合面１２ｃ２  ）におけるレーザ光の反射を利用することができるので、レーザ光を一方向のみから照射する場合であっても、嵌合凸部１１ｃの外面及び嵌合凹部１２ｃの内面同士を全面的に、かつ、略均等にレーザ溶着することが可能となる。
【００７３】
（実施例２）
本実施例は、請求項１、２又は４記載の樹脂成形品の接合方法を具現化したもので、レーザ溶着を利用しつつ、アロイ樹脂材を介して互いに相溶性の小さい第１樹脂部材及び第２樹脂部材を一体的に接合するものである。また、この実施例は、第１樹脂部材及び第２樹脂部材のうちの一方が透過樹脂材よりなるとともに他方が非透過樹脂材よりなり、かつ、アロイ樹脂材が透過樹脂材又は非透過樹脂材よりなる第１の態様を具現化したものである。
【００７４】
図３は自動車用の電子制御装置（ＥＣＵ）の斜視図であり、図４はこの電子制御装置の断面図である。
【００７５】
この電子制御装置は、ハウジングを構成する第１樹脂部材２１と、蓋を構成する第２樹脂部材２２とから外郭が構成された中空体である。第１樹脂部材２１の側壁の上端面及び第２樹脂部材２２の周縁部には、互いに整合して嵌合し合う環状凹部２１ａ及び環状凸部２２ａがそれぞれ設けられており、この環状凹部２１ａ及び環状凸部２２ａ同士がアロイ樹脂材２３を介してレーザ溶着により一体的に接合されている。
【００７６】
第１樹脂部材２１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）よりなり、またこの第１樹脂部材２１は加熱源としてのレーザ光に対して透過性のない非透過樹脂材である。なお、ＰＢＴは、結晶構造により材料固有値としての光透過性が低いことから、非透過樹脂材として用いた方が良い材料である。
【００７７】
第２樹脂部材２２を構成する第２樹脂材料２２はナイロン６（ＰＡ６）よりなり、またこの第２樹脂部材２２は加熱源としてのレーザ光に対して透過性のある透過樹脂材である。なお、第２樹脂材料２２としてＰＡ６の他にＰＣ又はＡＢＳを採用してもよい。
【００７８】
なお、上記第１樹脂部材２１の側壁には、低コスト化の観点よりコネクタ２４が一体に形成されており（図３参照）、また第１樹脂部材２１内にはこのコネクタ２４に接続された電気回路２５が配設されている（図４参照）。また、上記第１樹脂材料としてのＰＢＴと第２樹脂材料としてのＰＡ６とは互いに相溶性の小さいものである。
【００７９】
上記アロイ樹脂材２３は、上記第１樹脂材料としてのＰＢＴと上記第２樹脂材料としてのＰＡ６とからなる。このアロイ樹脂材２３は相溶化剤、架橋材が添加された材料を圧縮成形することにより所定形状に成形した厚さが０．２ｍｍのシート状のもので、第１樹脂材料と第２樹脂材料との配合割合は５０：５０とされている。また、このアロイ樹脂材１３は加熱源としてのレーザ光に対して透過性のない非透過樹脂材とされている。
【００８０】
上記構成を有する本実施例の樹脂成形品は、以下のようにして製造した。まず、第１樹脂部材２１及び第２樹脂部材２２を射出成形によりそれぞれ所定形状に形成した後、第１樹脂部材２１の内面に電気回路２５を配設した。そして、第１樹脂部材２１の環状凹部２１ａと第２樹脂部材２２の環状凸部２２ａとをアロイ樹脂材２３を介して嵌合し、第１樹脂部材２１と第２樹脂部材２２との間にアロイ樹脂材２３を介在させた。この状態で、透過樹脂材としての第２樹脂部材２２側から第１樹脂部材２１の環状凹部２１ａに向けてレーザ光を照射した。なお、レーザ光としてはＹＡＧ−ネオジウムレーザ光（波長１０６０ｎｍ）を用いた。照射条件は、出力：２００〜４００Ｗ、加工速度：５ｍ／ｍｉｎとした。
【００８１】
このレーザ光照射により、アロイ樹脂材２３の全体を加熱溶融するとともに、第１樹脂部材２１とアロイ樹脂材２３との第１当接界面及び第２樹脂部材２２とアロイ樹脂部材２３との第２当接界面を加熱溶融して溶着し、アロイ樹脂材２３を介して、第１樹脂部材２１と第２樹脂部材２３とをレーザ溶着により一体的に接合した。
【００８２】
このように互いに相溶性の小さい第１樹脂材料及び第２樹脂材料よりなる第１樹脂部材２１及び第２樹脂部材２２を、レーザ溶着により接合する場合であっても、両者の間にアロイ樹脂材２３を介在させることにより、良好に接合することができた。
【００８３】
また、本実施例によれば、以下に示す作用効果も期待できる。
【００８４】
自動車用の電子制御装置においては、装置内への水の侵入を防ぐべく密封性が求められる。このため、従来、ハウジングと蓋との接合は、熱硬化性接着剤により接着したり、あるいは高価なフッ素ゴム系のＯリングを介してボルト及び埋め込みナットで締結したりすることにより行われている。しかし、熱硬化性接着剤を利用する場合は、炉内でのバッジ加熱処理時に電気回路２５のはんだ接合部等に熱影響が発生し易く、また生産性も悪い。また、Ｏリングを介するボルト及び埋め込みナットの締結手段を利用する場合は、部品点数の増加と工程増加で高コストにある。この点、レーザ溶着を利用する本実施例によれば、熱影響により電気回路２５に悪影響が発生したり、部品点数が増加したりすることがないことから、上記従来の問題を解消することができる。
【００８５】
また、自動車用の電子制御装置におけるコネクタ２４には吸水に対する寸法安定性が求められる。このため、コネクタ２４の材料には従来より耐吸水性に優れるＰＢＴ等が採用されている。そして、本実施例のように低コスト化を図るべくコネクタ２４をハウジングとしての第１樹脂部材２１と一体成形しようとすると、第１樹脂部材２１の樹脂材料も当然にＰＢＴとなる。ところが、上述したようにＰＢＴは材料固有値としての光透過性が低く、非透過樹脂材としてしか用いることができない。そして、このＰＢＴと相溶性があり、かつ、レーザ光に対して透過性のある適当な樹脂材料は、一般的には見あたらない。このため、ハウジングの樹脂材料にＰＢＴを採用した場合、従来のレーザ溶着によっては、蓋部材を接合することができない。この点、本実施例によれば、ＰＢＴよりなるハウジングとしての第１樹脂部材２１に対して、互いに相溶性が小さく、かつ、レーザ光に対して透過性のあるＰＡ６よりなる蓋としての第２樹脂部材２２を、アロイ樹脂材２３を介することレーザ溶着することができる。ハウジングとしての第１樹脂部材２１とコネクタ２４とを一体成形して低コスト化を図りつつ、コネクタ２４における吸水に対する寸法安定性を向上させることが可能となる。
【００８６】
なお、上記実施例２において、蓋としての第２樹脂部材２２を構成する第２樹脂材料をＰＡよりも安価なポリプロピレン（ＰＰ）として、より低コスト化を図ることも可能である。
【００８７】
（実施例３）
本実施例は、請求項１、３又は５記載の樹脂成形品の接合方法を具現化したもので、レーザ溶着を利用しつつ、アロイ樹脂材を介して互いに相溶性の小さい第１樹脂部材及び第２樹脂部材を一体的に接合するものである。また、この実施例は、第１樹脂部材及び第２樹脂部材の双方が透過樹脂材及び非透過樹脂材のうちの一方よりなり、かつ、アロイ樹脂材が透過樹脂材及び非透過樹脂材のうちの他方よりなる第２の態様を具現化したものである。
【００８８】
本実施例に係る樹脂成形品は、自動車用インテークマニホールドを構成する第１樹脂部材３１と、エアークリーナーを構成する第２樹脂部材３２とをアロイ樹脂材３３を介してレーザ溶着により一体的に接合したものである。
【００８９】
図５に示すように、本実施例におけるアロイ樹脂材３３は、断面三角形の三角柱形状を呈している。この三角形状を構成する三面のうちの一面及び該一面に当接する第１樹脂部材３１の当接端面は、互いに整合して当接し合うテーパ状第１当接界面３３ａ及び３１ａをなし、また該三面のうちの他の一面及び該一面に当接する第２樹脂部材３２の当接端面は、互いに整合して当接し合うテーパ状第２当接界面３３ｂ及び３２ａをなしている。そして、第１樹脂部材３１のテーパ状第１当接界面３１ａ及びアロイ樹脂材３３のテーパ状第１当接界面３３ａ同士がレーザ溶着により一体的に接合されるとともに、第２樹脂部材３２のテーパ状第２当接界面３２ａ及びアロイ樹脂材３３のテーパ状第２当接界面３３ｂ同士がレーザ溶着により一体的に接合されている。
【００９０】
上記第１樹脂部材３１を構成する第１樹脂材料は、ガラス繊維が３０ｗｔ％、着色材としてのカーボンブラックが適宜量添加されたナイロン６（ＰＡ６）よりなり、またこの第１樹脂部材１１は加熱源としてのレーザ光に対して透過性のない非過樹脂材である。
【００９１】
また、上記第２樹脂部材３２を構成する第２樹脂材料は、ガラス繊維が３０ｗｔ％、着色剤としてのカーボンブラックが適宜量添加されたポリプロピレン（ＰＰ）よりなり、またこの第２樹脂部材３２は加熱源としてのレーザ光に対して透過性のない非透過樹脂材である。
【００９２】
なお、上記第１樹脂材料としてのＰＡ６と第２樹脂材料としてのＰＰは互いに相溶性の小さいものである。
【００９３】
また、上記アロイ樹脂材３３は、上記第１樹脂材料としてのＰＡ６と上記第２樹脂材料としてのＰＰとからなる。このアロイ樹脂材２３は圧縮成形により所定形状に成形したもので、第１樹脂材料と第２樹脂材料との配合割合は５０：５０とされている。また、このアロイ樹脂材３３には着色剤としてのカーボンブラックが添加されておらず、アロイ樹脂材３３は加熱源としてのレーザ光に対して透過性のある透過樹脂材とされている。
【００９４】
なお、上記第１樹脂部材３１及び上記第２樹脂部材３２の板厚は３ｍｍ程度であり、上記アロイ樹脂材３３の幅（断面三角形の一辺の長さ）は４ｍｍ程度である。
【００９５】
上記構成を有する本実施例の樹脂成形品は、以下のようにして製造した。まず、第１樹脂部材３１及び第２樹脂部材３２を射出成形によりそれぞれ所定形状に形成した後、第１樹脂部材３１と第２樹脂部材３２との間にアロイ樹脂材３３を配設した。そして、透過樹脂材としてのアロイ樹脂材３３側から第１樹脂材３１のテーパ状第１当接界面３１ａ及び第２樹脂部材３２のテーパ状第２当接界面３２ａに向けてレーザ光を照射した。なお、レーザ光としてはＹＡＧ−ネオジウムレーザ光（波長１０６０ｎｍ）を用いた。照射条件は、出力：２００〜４００Ｗ、加工速度：５ｍ／ｍｉｎとした。
【００９６】
このレーザ光照射により、第１樹脂部材３１及びアロイ樹脂材３３のテーパ状第１当接界面３１ａ及び３３ａ同士を加熱溶融して溶着するとともに、第２樹脂材３２及びアロイ樹脂材３３のテーパ状第２当接界面３２ａ及び３３ｂ同士を加熱溶融して溶着し、アロイ樹脂材３３を介して、第１樹脂部材３１と第２樹脂部材３２とをレーザ溶着により一体的に接合した。
【００９７】
なお、本実施例では、アロイ樹脂材３３は、テーパ状第１当接界面３３ａ付近及びテーパ状第２当接界面３３ｂ付近のみを加熱溶融してアロイ樹脂材３３の全体を加熱溶融させない態様としたが、接合強度の向上等の観点よりアロイ樹脂材３３の全体を加熱溶融することもできる。
【００９８】
このように互いに相溶性の小さい第１樹脂材料及び第２樹脂材料よりなる第１樹脂部材３１及び第２樹脂部材３２を、レーザ溶着により接合する場合であっても、両者の間にアロイ樹脂材３３を介在させることにより、良好に接合することができた。
【００９９】
また、本実施例においては、アロイ樹脂材３３の断面形状を略三角形状にするとともに、アロイ樹脂材３３を透過樹脂材としていることから、非透過樹脂材よりなる第１樹脂部材３１及び第２樹脂部材３２のテーパ状第１当接界面３１ａ及びテーパ状第２当接界面３２ａが向く側の一方向のみからレーザ光を照射することにより、透過樹脂材よりなるアロイ樹脂材３３中を透過したレーザ光を第１樹脂部材３１及び第２樹脂部材３２のテーパ状第１当接界面３１ａ及びテーパ状第２当接界面３２ａの双方に到達、吸収させて、該第１テーパ状当接界面３１ａ及び該第２テーパ状当接界面３２ａにおけるレーザ溶着を行うことが可能となる。さらに、レーザ光の照射時には、非透過樹脂材よりなる第１樹脂部材３１及び第２樹脂部材３２のテーパ状第１当接界面３１ａ及びテーパ状第２当接界面３２ａのうち一方のテーパ状当接界面におけるレーザ光の反射を利用して他方のテーパ状当接界面へのレーザ光吸収を促進させることができ、レーザ照射時間の短縮化等を図ることが可能となる。
【０１００】
（参考例１）
本参考例は、レーザ光照射を利用しつつ、補強繊維を介して互いに相溶性の小さい第１樹脂部材及び第２樹脂部材を一体的に接合するものである。
【０１０１】
射出成形法により、板厚が３ｍｍの第１樹脂部材４１及び第２樹脂部材４２を準備した。
【０１０２】
この第１樹脂部材４１は、母材樹脂としてのＰＡ６（融点：２２５℃）にガラス繊維（ＧＦ）よりなる補強繊維４３を３０ｍａｓｓ％添加したもので、加熱源としてのレーザ光に対して透過性のあるものである。一方、第２樹脂部材４２は、母材樹脂としてのＰＢＴ（融点：２２５℃）に補強繊維４３を３０ｍａｓｓ％添加するとともに、着色材としてのカーボンブラックを適宜量添加したもので、加熱源としてのレーザ光に対して透過性のないものである。
【０１０３】
なお、第１樹脂部材４１を構成する第１樹脂材料としてのＰＡ６と、第２樹脂部材４２を構成する第２樹脂材料としてのＰＢＴとは、互いに相溶性の小さいものである。
【０１０４】
また、上記補強繊維４３は、いずれも長さ分布が５０〜４００μｍの範囲であり、平均長さが２００μｍのものである。補強繊維４３のうち後述する溶融部４４の幅（２００μｍ）よりも短いものの占める割合は、第１樹脂部材４１又は第２樹脂部材４２中に添加される補強繊維４３全体を１００ｍａｓｓ％としたとき、５０ｍａｓｓ％である。
【０１０５】
そして、この補強繊維４３の表面には、補強繊維４３と第１樹脂部材４１及び第２樹脂部材４２の双方と化学結合可能な官能基を有するカップリング剤よりなる図示しない結合助長層（厚さ２μｍ程度）が予め形成されている。なお、本実施例では、カップリング剤として、官能基としてアミノ基を有するシランカップリング剤を用いた。
【０１０６】
一方、波長が１．０６μｍのＹＡＧ：Ｎｄ３＋レーザ光を発するレーザトーチ４５を準備した。
【０１０７】
そして、図６に示すように、第２樹脂部材４２の上に第１樹脂部材４１を重ね合わせるように両者を当接させるとともに、第１樹脂部材４１及び第２樹脂部材４２を図示しないクランプ手段でクランプした。この状態で、レーザトーチ４５から発射されるレーザ光を透過樹脂材としての第１樹脂部材４１側から照射し、第１樹脂部材４１及び第２樹脂部材４２の当接界面を加熱溶融させて溶融部４４とした。
【０１０８】
ここに、上記レーザ光照射は、レーザ光照射により溶融した溶融部４４の温度を測定しながら行った。そして、この溶融部４４の温度が、上記第１樹脂材料及び上記第２樹脂材料のうち融点の低い方の樹脂材料の融点（２２５℃）よりも６０℃高い温度となるように、レーザ出力、照射密度や加工速度を調整し、これにより溶融部４４の幅を２００μｍ程度とした。こうして溶融部４４において、図７に示すように、母材樹脂に保持されていた補強繊維４３を母材樹脂の溶融により該母材樹脂から開放して浮き立たせ無配向状態とした。
【０１０９】
その後、溶融部４４を冷却、固化して、第１樹脂部材４１と第２樹脂部材４２との接合を完了した。
【０１１０】
こうして、第１樹脂部材４１と第２樹脂部材４２との当接界面が補強繊維４３により橋渡しされて機械結合されるとともに、該補強繊維と該第１樹脂部材４１及び該第２樹脂部材４２との材料界面が上記結合助長層中の官能基を介して化学結合させることにより、互いに相溶性の小さい該１樹脂部材４１及び第２樹脂部材４２をレーザ光照射を利用して一体的に接合することができた。
【０１１１】
（参考例２）
本実施例は、レーザ光照射を利用しつつ、補強繊維を介して互いに相溶性の小さい第１樹脂部材及び第２樹脂部材を一体的に接合するものである。
【０１１２】
本参考例は、上記参考例１において、第１樹脂部材４１及び第２樹脂部材４２の当接界面にも、第１樹脂部材４１及び第２樹脂部材４２の双方と化学結合可能な官能基を有するカップリング剤よりなる結合助長層（厚さ２μｍ程度）を予め形成しておくもので、その他の構成は上記参考例１と同様である。
【０１１３】
なお、本参考例で用いたカップリング剤は、官能基としてアミノ基を有するシラン系カップリング剤である。
【０１１４】
したがって、本参考例によれば、第１樹脂部材４１及び第２樹脂部材４２同士の材料界面においても化学的結合力を付与せしめることができ、両者の接合強度を向上させることが可能となる。
【０１１５】
【発明の効果】
以上詳述したように請求項１乃至５記載の樹脂成形品の接合方法によれば、互いに相溶性の小さい第１樹脂部材及び第２樹脂部材同士を、アロイ樹脂材を両者間に介在させることで、極めて生産性の高いレーザ溶着を利用して一体的に接合することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係る樹脂成形品を部分的に切断した斜視図である。
【図２】上記実施例１に係る樹脂成形品の要部断面図である。
【図３】本発明の実施例２に係る樹脂成形品の斜視図である。
【図４】上記実施例２に係る樹脂成形品の断面図である。
【図５】本発明の実施例３に係る樹脂成形品の要部断面図である。
【図６】参考例１に係る樹脂成形品の接合方法を説明する断面図である。
【図７】上記参考例１に係る樹脂成形品の接合部を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１１，２１，３１、４１…第１樹脂部材
１２，２２，３２，４２…第２樹脂部材
１３，２３，３３…アロイ樹脂材
４３…補強繊維
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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