(57)【要約】【課題】レーザー光等の光を利用した溶着の溶着品質を高めた溶着構造と溶着装置を提供する。【解決手段】第１の部材（ランプボディ）１に光透過性のある第２の部材（前面カバー）２を密接させ、スポット光（レーザー光）Ｌを第２の部材側２から投射し、この密接面（溶着面）１１ａ，２１ａにおいて両部材１，２を溶着した溶着構造であって、当該スポット光Ｌが投射される第２の部材２の表面に存在する凹み領域２２の曲率半径Ｒを、溶着部Ｘの幅寸法Ｗｘの２倍以上とする。この溶着部Ｘの幅寸法Ｗｘはスポット光Ｌのスポット径ｒにほぼ等しいので、曲率半径はスポット径ｒの２倍以上とすることになる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の部材に光透過性のある第２の部材を密接し、スポット光を前記第２の部材側から投射し、前記密接した面において両部材を溶着した溶着構造であって、前記スポット光が投射される前記第２の部材の表面に存在する凹み領域の曲率半径が、溶着部の幅寸法の２倍以上であることを特徴とする溶着構造。
【請求項２】
前記第１の部材は灯具のランプボディであり、前記第２の部材は透光性カバーであり、前記ランプボディの開口縁部と前記透光性カバーの周縁部とが溶着され、これら開口縁部と周縁部の少なくとも一部に前記凹み領域が形成されており、前記溶着部は前記開口縁部と前記周縁部の長さ方向にわたって延長され、前記凹み領域の曲率半径は当該溶着部の長さ方向に直交する幅寸法の２倍以上であることを特徴とする請求項１に記載の溶着構造。
【請求項３】
第１の部材と光透過性のある第２の部材を密接状態に保持する保持手段と、光源から出射したスポット光を前記保持手段を透過させて前記第２の部材側から前記第１の部材との密接した面に投射する光投射手段を備える溶着装置であって、前記保持手段の前記スポット光が入射される表面に形成される凹み領域の曲率半径が前記スポット光のスポット径の２倍以上であることを特徴とする溶着装置。
【請求項４】
前記保持手段は前記第２の部材を前記第１の部材に対して押圧する透光性のある透明治具として構成され、当該透明治具の前記凹み領域は前記第２の部材に形成されている凹み領域と同じ曲率半径であることを特徴とする請求項３に記載の溶着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレーザー光等の光を照射して被加工物を溶着した溶着構造と、当該溶着構造を実現するための溶着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用ランプを製造する工程の一つに容器状をしたランプボディに透明な前面カバーを一体的に固着する工程があり、この固着を行う技術としてランプボディと前面カバーを溶着する技術が用いられている。すなわち、ランプボディに透明な前面カバーを当接させ、その当接面に対して前面カバー側からレーザー光を投射し、このレーザー光の光エネルギにより当接面において両者を溶融かつ接合する方法である。また、この溶着方法による溶着品質を高めるために、前面カバー側に透明板状をした透明治具を配設し、この透明治具によって前面カバーをランプボディに押圧し、両者の当接面における密着性を高めた状態で溶着を行う技術もある。
【０００３】
しかしながら、このような透明治具を用いてレーザー溶着を行うと、溶着部に投射されるレーザー光が透明治具および前面カバーを透過したときにスポット径が増大し、溶着品質が低下される問題が生じることがある。すなわち、投射されたレーザー光が透明治具や前面カバーの表面において屈折され、この屈折により溶着面におけるレーザー光のスポット径が増大する。スポット径が増大すると、レーザー光の単位面積当たりの光エネルギ（以下、光エネルギ密度と称する）が低下され、溶着品質が低下される。特許文献１では、透明治具と前面カバーとの合計の厚み寸法の違いによるレーザー光のスポット径の変動を防止するために、当該合計厚み寸法が等しくなるようにした技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１２５０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の技術によればスポット径が均一に保持され、溶着品質を改善する上で有効である。しかし、本発明者の検討によれば、レーザー光の投射方向から見て溶着面が凹んでいる形状の部位においてレーザー光のスポット径を均一に保持することが難しいことが判明した。すなわち、詳細は後述するが、図６（ａ），（ｂ）に示すように、ランプボディ１の溶着面１１ａの一部に断面が角状または曲率半径寸法の小さい凹み領域１２が存在しているとき、この溶着面１１ａ上に前面カバー２を載置し、さらにその上に透明治具３を載置してレーザー光Ｌを投射してレーザー溶着を行うと、透明治具３の表面から溶着面１１ａに向けて入射されたレーザー光は、溶着面１１ａの凹み領域１２に対応して透明治具３の表面に形成されている凹み領域３２において両外側方向に向けて屈折され、溶着面１１ａにおけるレーザー光Ｌのスポット径が凹み領域１２に沿った方向に増大される。そのため、この凹み領域１２での溶着面１１ａにおけるレーザー光Ｌの光エネルギ密度が低下され、溶着品質が低下してしまう。この透明治具３の凹み領域３２によるスポット径の増大を防止するためには透明治具３の表面を平坦面に形成することが考えられるが、これではこの凹み領域における透明治具の厚み寸法が大きくなってしまい、特許文献１に記載されていた透明治具を含む厚み寸法のばらつきによるスポット径の変動の問題が生じてしまうことになる。
【０００６】
本発明の目的はレーザー光等による溶着の溶着品質を高めた溶着構造と溶着装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の溶着構造は、第１の部材に光透過性のある第２の部材を密接し、スポット光を前記第２の部材側から投射し、前記密接した面において両部材を溶着した溶着構造であって、前記スポット光が投射される前記第２の部材の表面に存在する凹み領域の曲率半径が、溶着部の幅寸法の２倍以上であることを特徴とする。
【０００８】
この溶着構造において、例えば、前記第１の部材は灯具のランプボディであり、前記第２の部材は透光性カバーであり、前記ランプボディの開口縁部と前記透光性カバーの周縁部とが溶着され、これら開口縁部と周縁部の少なくとも一部に前記凹み領域が形成されており、前記溶着部は前記開口縁部と前記周縁部の長さ方向にわたって延長され、前記凹み領域の曲率半径は当該溶着部の長さ方向に直交する幅寸法の２倍以上である。
【０００９】
本発明の溶着装置は、第１の部材と光透過性のある第２の部材を密接状態に保持する保持手段と、光源から出射したスポット光を前記保持手段を透過させて前記第２の部材側から前記第１の部材との密接した面に投射する光投射手段を備える溶着装置であって、前記保持手段の前記スポット光が入射される表面に形成される凹み領域の曲率半径が前記スポット光のスポット径の２倍以上であることを特徴とする溶着装置。
【００１０】
この溶着装置においては、前記保持手段は前記第２の部材を前記第１の部材に対して押圧する透光性のある透明治具として構成され、当該透明治具の前記凹み領域は前記第２の部材に形成されている凹み領域と同じ曲率半径であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の溶着装置は、第１の部材と第２の部材を密接保持する保持手段は、溶着のためのスポット光が入射される面に形成される凹み領域の曲率半径が、当該スポット光のスポット径の２倍以上であるので、第２の部材を透過して溶着面に投射されるスポット光のスポット径またはスポット面積がいたずらに増大されることがなく、溶着を行うための光エネルギ密度の低下率を所定レベルに保持することができ、高い溶着品質の溶着構造を製造することができる。また、この溶着装置では、本発明の溶着構造を実現することができ、本発明の溶着構造は光エネルギ密度の低下率が低いスポット光により溶着部が形成されるので、高い溶着品質を得ることができる。さらに、本発明の溶着構造によれば本発明の保持手段を均一な厚みに形成でき、厚みの違いによる光エネルギ密度の低下が防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明を適用した自動車のテールランプの外観斜視図とその一部の分解斜視図。
【図２】ランプボディと前面カバー、透明治具の各凹み領域を説明するための拡大図。
【図３】レーザー溶着装置の概念構成図。
【図４】実施形態における凹み領域でのレーザー光のスポット径を説明する平面図と縦断面図。
【図５】凹み領域の曲率半径と光エネルギ密度低下率との関係を示す図。
【図６】曲率半径が小さい凹み領域でのレーザー光のスポット径を説明する平面図と縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本実施形態では、本発明の溶着構造として、図１に示すように、デザイン上の要求からランプ前面の一部に凹み領域が存在する自動車の左側テールランプＴＬに本発明を適用した例を示している。図１は当該テールランプＴＬの全体構成の概略斜視図であり、図１の下側にはその一部の分解斜視図を示している。このテールランプＴＬのランプボディ１は、本発明における第１部材であって光吸収性のある樹脂を容器状に成形したものであり、その開口縁部１１の前面が溶着面１１ａとして構成されている。
【００１４】
前記テールランプＴＬの前面カバー２は、本発明における第２部材であって光透過性のある樹脂を成形したものであり、前記ランプボディ１の開口縁部１１に沿った輪郭を有する外形で、ほぼ均一な厚みを有する板状に形成されている。この前面カバー２の周縁部２１の内面は溶着面２１ａとして前記ランプボディ１の開口縁部１１の前面、すなわち溶着面１１ａに密接され、この溶着面２１ａにおいて前記ランプボディ１の溶着面１１ａに溶着されている。これらランプボディ１と前面カバー２とでテールランプのランプハウジングが構成され、このランプハウジングに光源や光学部材が内装されて前記テールランプＴＬが構成されているが、ここではその具体的な構成についての説明は省略する。
【００１５】
前記ランプボディ１には、自動車の車体デザインの要求から、前記開口縁部１１の複数箇所にランプボディ１の底方向に向けてほぼＶ字状に凹んだ凹み領域１２が形成されている。ここでは前記開口縁部１１の左右縁に上下方向に二段に配設した凹み領域１２が形成されている。また、前記前面カバー２にも表面から見たときに前記ランプボディ１の凹み領域１２に対応した部位に左右方向に延びる上下２段の溝状の凹み領域２２が形成されている。そして、これらの凹み領域１２および２２を含む前記ランプボディ１の溶着面１１ａと前記前面カバー２の溶着面２１ａには、これら溶着面１１ａ，２１ａの周方向に沿う全長にわたって所要の幅寸法Ｗｘをした溶着部Ｘが形成され、この溶着部Ｘにより前記したようにランプボディ１と前面カバー２が溶着されている。
【００１６】
図２（ａ）は前記ランプボディ１の開口縁部１１を上方に向けた状態の前記凹み領域１２，２２の拡大図である。この実施形態では、前記したように開口縁部１１の凹み領域１２は開口縁部１１の長さ方向に沿った二次元方向にほぼＶ字状に形成されているので、凹み領域１２の最も凹んでいる底部１２ｂを左右に挟む両側の傾斜された面（以下、傾斜面と称する）１２ｒ，１２ｌはＶ字形状を構成するように所要の角度で交差する方向に延長形成されている。そして、この両側の傾斜面１２ｒ，１２ｌに挟まれる底部１２ｂでは、その表面は前記溶着部ｘの幅寸法Ｗｘの２倍以上の曲率半径Ｒの曲面に形成されている。
【００１７】
また、前記前面カバー２に形成されている凹み領域２２もランプボディ１の前記凹み領域１２と同様に左右の傾斜面２２ｒ，２２ｌと底部２２ｂで形成されており、特にこの底部２２ｂはランプボディ１の凹み領域１２と同じ曲率半径Ｒの曲面、すなわち前記溶着部ｘの幅寸法Ｗｘの２倍以上の曲率半径Ｒの曲面に形成されている。このようにランプボディ１と前面カバー２の凹み領域１２，２２の底部１２ｂ，２２ｂの曲率半径Ｒを溶着部Ｘの幅寸法Ｗｘの２倍以上に形成している理由については後述する。
【００１８】
図３は前記ランプボディ１に前記前面カバー２を溶着するレーザー溶着装置１００の概念構成図である。レーザー溶着装置１００の上側位置にはレーザー投射装置１０１が配設されている。このレーザー投射装置１０１は同図には表れないレーザー光源で発光されたレーザー光を集光光学系により所定のビーム径のレーザー光Ｌ、すなわち所定のスポット径のレーザー光として出射し、かつ同図には表れない偏向光学系によって任意方向に向けて走査しながら投射するようになっている。例えば、偏向手段としてガルバノミラー装置が用いられる。あるいは、レーザー装置の全体が任意方向に移動制御されることにより走査を行うように構成してもよい。
【００１９】
前記レーザー投射装置１０１の下方位置で、前記したレーザー光Ｌが投射される領域には、溶着テーブル１０２が配設されており、この溶着テーブル１０２上に前記ランプボディ１が開口縁部１１を上方に向けて支持される。このランプボディ１の上には前記前面カバー２が載置され、その周縁部２１が当該ランプボディ１の開口縁部１１に重ねられている。このとき、これらランプボディ１の溶着面１１ａと前面カバー２の溶着面２１ａが密接状態に重ねられることは言うまでもない。さらに、この前面カバー２の上には透明治具３が載置され、図には表れない支持機構によって前面カバー２を押圧した状態で当接されている。これにより、前記ランプボディ１の溶着面と前記前面カバー２の溶着面は互いに密接状態に当接される。この透明治具３は本発明における第１の部材と光透過性のある第２の部材を密着状態に保持するための保持手段として構成される。
【００２０】
前記透明治具３は光透過性の樹脂、ここでは透明なアクリル樹脂で形成されている。図２（ｂ）は図２（ａ）に対応する部位の拡大図であり、この透明治具３は特許文献１に記載の技術と同様に基本的には前面カバー２に当接される裏面からの厚み寸法が均一になるように設計されている。したがって、前記ランプボディ１の開口縁部１１と前記前面カバー２の周縁部２１にそれぞれ形成されている凹み領域１２，２２に対応する領域にも同様な表面形状をした凹み領域３２が形成されることになる。この凹み領域３２は前記したランプボディ１と前面カバー２の各凹み領域１２，２２の左右の傾斜面と同じ角度で傾斜する傾斜面３２ｒ，３２ｌと、これら傾斜面３２ｒ，３２ｌで挟まれた底部３２ｂで構成されており、この底部３２ｂの表面は、前記したランプボディ１と前面カバー２の各凹み領域１２，２２の曲率半径Ｒと同じ曲率半径Ｒの曲面に形成されている。
【００２１】
前記レーザー溶着装置１００においてランプボディ１に前面カバー２を溶着する際には、図３に示したように、溶着テーブル１０２上にランプボディ１を支持し、その上から前面カバー２を載置し、さらにその上に透明治具３を載置し、支持機構によって透明治具３を押圧することにより、透明治具３は前面カバー２を下方に押圧し、前面カバー２の溶着面をランプボディ１の溶着面に密着状態に当接させる。その上で、レーザー投射装置１０１から所要のスポット径のレーザー光Ｌを溶着面に対応する領域に向けて投射する。
【００２２】
投射されたスポット状のレーザー光Ｌ（以下、スポット光と称する）は透明治具３を透過され、さらにその下側にある前面カバー２の周縁部２１を透過され、ランプボディ１の開口縁部１１と密接している溶着面２１ａ，１１ａに投射される。透明治具３と前面カバー２は光透過性の樹脂であるが、ランプボディ１は光吸収性の樹脂で形成されているため、投射されたスポット光Ｌによってランプボディ１が光を吸収して発熱し、この発熱により前面カバー２の溶着が行われる。スポット光Ｌは溶着面に沿って走査されるので、溶着面の全長にわたってランプボディ１に前面カバー２が溶着されることになる。この溶着では、スポット光Ｌが走査されながら溶着が行われるので、図１に示したように、前記した溶着部Ｘは当該スポット光Ｌのスポット径に対応した幅寸法Ｗｘで密着面に沿って延長された線状の領域となる。
【００２３】
図４（ａ），（ｂ）は透明治具３の表面にスポット光Ｌが投射されたときの状態を説明するための平面図と縦断面図である。透明治具３、前面カバー２の厚み寸法に対してレーザー投射装置１０１から溶着テーブル１０２の距離は十分に大きいので、レーザー投射装置１０１から投射された前記スポット光Ｌは透明治具３の表面に対してほぼ垂直な方向から投射されると見做される。また、透明治具３は凹み領域３２を除く領域は、基本的には均一な厚み寸法の平面に近い形状をしているので、透明治具３の表面に投射されて透明治具３に入射され、当該透明治具３および前面カバー２を透過するスポット光Ｌは殆ど屈折することなく溶着面に投射されてレーザー溶着が実行されることになる。このとき、スポット光Ｌが透明治具３の表面に投射され、かつ走査されたときに、図４（ａ）に鎖線で示す領域が溶着部Ｘとされるが、この溶着部Ｘの走査方向と垂直な方向の幅寸法Ｗｘが溶着部Ｘの幅寸法となり、この幅寸法Ｗｘはスポット光Ｌのスポット径ｒに等しくなる。
【００２４】
一方、スポット光Ｌが透明治具３の凹み領域３２に投射されたときには、凹み領域３２の左右の傾斜面３２ｒ，３２ｌがスポット光Ｌの入射方向に垂直な面に対して傾斜されているので、例えば図４（ａ），（ｂ）において、凹み領域３２の左側から右側に向けてスポット光Ｌが走査されると、透明治具３の君節率は空気の屈折率よりも大きいため屈折角が入射角よりも小さくなるので、凹み領域３２の左側の傾斜面３２ｌに投射された光は左方向に屈折され、右側の傾斜面３２ｒでは右方向に屈折される。そして、スポット光Ｌが底部３２ｂに投射されたときには、当該スポット光は底部３２ｂの曲面において屈折されるため、スポット光Ｌのスポット径が傾斜に沿った方向に増大され、その長軸はｒ１（ｒ１＞ｒ）となる。
【００２５】
すなわち、底部３２ｂは凹曲面であるので、凹レンズでの光の屈折と同様に透明治具３と前面カバー２を透過したスポット光Ｌのスポット径ｒが走査方向に増大されることになり、図４（ａ）のように、底部３２ｂに投射されたスポット光Ｌは溶着面１１ａ，２１ａにおいては走査方向に長い長軸ｒ１を有する長円形状となる。そのため、溶着面において長円形状とされたスポット光Ｌのスポット面積は真円形の場合に比較して増大されることになる。このようにスポット面積が増大すると、その光エネルギ密度が低下され、溶着面における溶融が不十分なものとなり、溶着品質が低下し、あるいは溶着が不能になるおそれがある。
【００２６】
図５はこのことを検証するために、本発明者が凹み領域３２の表面の曲率半径Ｒを相違させた透明治具３に対してスポット光Ｌを投射したときの溶着面におけるスポット面積の変化、換言すれば光エネルギ密度の変化を計測した実験結果を示す図である。ここでは、図２（ｂ）に示した透明治具３と前面カバー２に光屈折率が１．５程度のアクリル樹脂を用い、透明治具３の厚み寸法を８ｍｍ、前面カバー２の周縁部２１の厚み寸法を２ｍｍとしている。また、凹み領域３２での左右の傾斜面３２ｌ，３２ｒが水平方向に対してなす角度を５０°としている。そして、図３に示したレーザー溶着装置１００によって、スポット径が３ｍｍのスポット光を透明治具３の表面に投射し、透明治具３および前面カバー２を透して溶着面に投射して溶着を行っている。
【００２７】
図５において、横軸は凹み領域３２の曲率半径Ｒであり、ここではスポット光Ｌのスポット径ｒの何倍であるかを示している。例えば、Ｒ＝２ｒは曲率半径Ｒがスポット径ｒの２倍であり、スポット径は３ｍｍであるので曲率半径Ｒは６ｍｍになる。縦軸は同図の上側にも記載しているように、スポット光Ｌを平面に投射したときのスポット径ｒのスポット面積を基準にし、スポット光Ｌを凹み領域に投射したときのスポット面積の増大による光エネルギ密度の低下率を示している。
【００２８】
そして、図５には計測した複数の値のうち曲率半径Ｒを０．５ｒ，１ｒ，２ｒ，３ｒにしたときの光エネルギ密度の低下率を点表示している。各点表示位置においては、それぞれにおける光エネルギ密度の低下率とそのときのスポット面積の具体値を示している。図５によれば、凹み領域３２の曲率半径Ｒが小さいと光エネルギ密度の低下率が大きく、曲率半径Ｒが大きくなると光エネルギ密度の低下率が低下するという相関が得られることが分かる。
【００２９】
一方、本発明者の実験によれば、この種の溶着に際しては光エネルギ密度の低下率が３０〜４０％程度以下であれば溶着が可能であり、低下率がそれよりも大きくなると溶着が不十分であることが確認されている。そこで、本発明においては信頼性の高い溶着を実現するために３５％以下の低下率となるように曲率半径Ｒを設定している。図５の結果から、光エネルギ密度の低下率が３５％となるのは、曲率半径Ｒが２ｒの近傍である。したがって、曲率半径Ｒを２ｒ以上にすれば、換言すれば曲率半径Ｒをスポット径ｒの２倍以上にすれば光エネルギ密度の低下率を３５％以下にでき、高い品質の溶着が達成できることが分かる。
【００３０】
そこで、この実施形態では、透明治具３の凹み領域３２の底部３２ｂの表面の曲率半径Ｒがスポット光Ｌのスポット径ｒの２倍に形成されている。このことは、換言すれば、図４（ａ）に示したように、スポット光Ｌのスポット径ｒは溶着部Ｘの幅寸法Ｗｘにほぼ等しいので、凹み領域３２の底部３２ｂの曲率半径Ｒは溶着部Ｘの幅寸法Ｗｘの２倍に形成されているとも言える。
【００３１】
図４（ｂ）を参照すると、透明治具３の凹み領域３２の底部３２ｂの表面の曲率半径Ｒはスポット光Ｌのスポット径ｒの２倍以上に形成されているので、スポット光Ｌが入射される透明治具３の凹み領域３２の底部３２ｂの表面は、その両側の傾斜面３２ｌ，３２ｒの表面よりもレーザー光Ｌが投射される方向に対する角度が小さくなる。これにより、投射されたスポット光Ｌが底部３２ｂの表面に投射されたときの入射角が小さくなり、スポット光Ｌが左右に屈折される角度が小さくなってスポット径（長軸寸法）はｒ１となる。
【００３２】
これに対し、図６（ａ），（ｂ）は、透明治具３の凹み領域３２の底部３２ｂが角状あるいは曲率半径Ｒがスポット径ｒの２倍よりも小さく形成されている場合の平面図と縦断面図である。この場合には、図６（ｂ）を参照すると、スポット光Ｌが底部３２ｂに入射される透明治具３の表面は、その両側の傾斜面３２ｌ，３２ｒの表面とほぼ同じ角度であるので、底部３２ｂに投射されたスポット光Ｌは左右の傾斜面３２ｌ，３２ｒでの屈折と同様に屈折されることになる。そのため、スポット光Ｌは左右の両方向に向けて大きく屈折され、当該スポット光Ｌのスポット径（長軸寸法）はｒ２となる。
【００３３】
図４と図６のスポット光Ｌのスポット径ｒ１，ｒ２を比較すると、透明治具３の凹み領域３２の底部３２ｂの表面の傾斜が小さい図４のスポット径ｒ１が図６のスポット径ｒ２よりも小さいことは明らかである。前記したように、図４に示した実施形態のスポット径ｒ１の場合には、スポット光Ｌのスポット面積は小さくて光エネルギ密度の低下率は３５％以下であるので、溶着品質が改善される。これに対し、図６のスポット径ｒ２の場合にはスポット面積は大きくなり、光エネルギ密度の低下率は３５％ないし４０％よりも大きくなるので溶着品質が低下されてしまうことになる。
【００３４】
このように、透明治具３の凹み領域３２の底部３２ｂの曲率半径Ｒをレーザー光Ｌのスポット径ｒの２倍以上とすることで、透明治具３の表面で屈折されたスポット光Ｌのスポット径の増大、すなわちスポット面積の増大を抑制し、光エネルギ密度の低下率を抑制して、溶着品質を高めることができる。換言すれば、凹み領域３２の底部３２ｂの曲率半径Ｒを、スポット光Ｌのスポット径ｒと密接な関係のある溶着部Ｘの幅寸法Ｗｘの２倍以上にすることにより、光エネルギ密度の低下率を抑制でき、高い品質の溶着が実現できる。
【００３５】
実施形態では、保持手段としての透明治具３を均一な厚さに形成しているので、透明治具３の凹み部３２の曲率半径Ｒは前面カバー２の凹み領域２２の表面における曲率半径と等しくなる。すなわち、本発明の溶着構造においては、均一な厚さの透明治具３を用いて第１の部材と第２の部材の溶着を行う場合には、第２の部材としての前面カバー２の凹み領域２２の底部２２ｂの表面の曲率半径Ｒを溶着部Ｘの幅寸法Ｗｘの２場合に形成すればよい。したがって、厚みが不均一の透明治具３に比較して溶着部の溶着品質の均一化を図ることもできる。
【００３６】
また、透明治具３は必ずしも均一な厚さでなくてもよく、溶着に悪い影響を与えない程度で凹み領域３２の厚みを多少厚くしてもよい。この場合には、透明治具３の凹み領域３２の曲率半径Ｒがスポット径ｒの２倍以上に形成しておけば、前面カバー２の凹み領域２２の曲率半径Ｒは必ずしもスポット径ｒの２倍以上でなくてもよい。これは、スポット光Ｌの屈折が透明治具３の表面で行われるので、この表面での屈折が溶着面におけるスポット径、すなわちスポット面積ないし光エネルギ密度の低下率を決定する要素になるからである。
【００３７】
実施形態では、凹み領域がランプボディの開口縁部や前面カバーの周縁部に沿って二次元的に凹んだ領域での溶着について説明したが、円錐凹部状のように三次元方向に凹んだ構成の凹み領域についても、少なくともレーザー光が走査される方向については本発明を同様に適用することが可能である。
【００３８】
本発明はレーザー光等の光を透明治具を透過させて溶着面に投射し、当該溶着面を溶着する溶着構造であって、溶着を行うための光を走査する方向に沿って凹み領域が存在する溶着構造であれば、実施形態のランプハウジングの溶着構造に限定されるものではない。また、本発明の溶着装置は自動車のランプハウジングを製造する際の溶着装置として限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明はレーザー光等の光を透明治具を透過させて溶着面に投射し、当該溶着面を溶着する溶着構造およびこの溶着構造を実現するための溶着装置に採用することが可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１  ランプボディ（第１の部材）
２  前面カバー（第２の部材）
３  透明治具（保持手段）
１１  開口縁部
２１  周縁部
１２，２２，３２  凹み領域
１２ｂ，２２ｂ，３２ｂ  底部
１１ａ，２１ａ  溶着面
１００  レーザー溶着装置
１０１  レーザー投射装置
１０２  溶着ステージ
Ｌ  レーザー光（スポット光）
ｒ  スポット径
Ｘ  溶着部
Ｗｘ  溶着部Ｘの幅寸法
Ｒ  凹み領域（底部）の曲率半径
【図１】
2015085645.tif 000003
【図２】
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【図３】
2015085645.tif 000005
【図４】
2015085645.tif 000006
【図５】
2015085645.tif 000007
【図６】
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