(57)【要約】【課題】  樹脂成形上のヒケ、うねり等の変形を吸収し、溶着面積を確保して接合強度の高いレーザ溶着を可能とする樹脂部材の継手構造、レーザ溶着方法及び電気機器の樹脂筐体を提供する。【解決手段】  樹脂部材１の継手面に所定幅を有する傾斜の緩やかな基端部３ａ及びその基端部３ａの幅方向略中央に設けられた鋭角状の先端部３ｂを有するリブ３を設けたので、両樹脂部材１，１１を加圧して鋭角状のリブ先端部３ｂを圧潰し、両樹脂部材１，１１の継手面間の隙間を消滅させることにより、樹脂部材１又は１１の継手面における樹脂成形上のヒケ、うねり等の変形を吸収することができる。また、加圧工程で圧潰されず残存したリブ基端部３ａにレーザ光を照射して樹脂部材１１の継手面へ溶着させることによって、溶着面積を確保し、安定した高い溶着強度を実現することができる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂部材同士をレーザー溶着により接合するために設けられる樹脂部材の継手構造において、
両樹脂部材間の継手面のいずれか一方に、所定幅を有する傾斜の緩やかな基端部及びその基端部の幅方向略中央に設けられた鋭角状の先端部を有するリブを設けたことを特徴とする樹脂部材の継手構造。
【請求項２】
樹脂部材同士をレーザー溶着によって接合する方法において、
両樹脂部材間の継手面のいずれか一方に、所定幅を有する傾斜の緩やかな基端部及びその基端部の幅方向略中央に設けられた鋭角状の先端部を有するリブを設け、両樹脂部材を加圧して前記リブ先端部を圧潰した後、前記リブ基端部にレーザ光を照射して他方の継手面へ溶着させることを特徴とする樹脂部材のレーザ溶着方法。
【請求項３】
樹脂部材同士を接合することによって構成され、少なくとも一つの電気・電子部品を収容する電気機器の樹脂筐体において、
両樹脂部材間の継手面のいずれか一方に、所定幅を有する傾斜の緩やかな基端部及びその基端部の幅方向略中央に設けられた鋭角状の先端部を有するリブを設け、両樹脂部材を加圧して前記リブ先端部を圧潰した後、前記リブ基端部にレーザ光を照射して他方の継手面へ溶着させたことを特徴とする電気機器の樹脂筐体。
【請求項４】
前記電気・電子部品は、電子式センサであることを特徴とする請求項３に記載の電気機器の樹脂筐体。
【請求項５】
前記電子式センサは、Ｇセンサであることを特徴とする請求項４に記載の電気機器の樹脂筐体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂部材の継手構造、レーザ溶着方法、及び電気機器の樹脂筐体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、樹脂部材同士をレーザ溶着により接合する方法が知られている。例えば、図７（ａ）に示す第一の従来例では、接合される樹脂部材１０１及び樹脂部材１１１の継手面を共に平面状とし、両樹脂部材１０１及び樹脂部材１１１の継手面同士を重ね合わせた状態で両樹脂部材１０１，１１１を加圧して隙間を矯正し（加圧工程）、その後、樹脂部材１０１の継手面にレーザ光を照射して樹脂部材１１１の継手面に溶着させることにより（レーザ照射・溶着工程）、両樹脂部材１０１，１１１が接合される。但し、図７（ａ）は、樹脂部材１０１の継手面に樹脂成形上のヒケ、うねり等の変形が無い理想的状態におけるレーザ溶着を示すものである。
【０００３】
また、図８（ａ）に示す第二の従来例では、樹脂部材２０１の継手面に鋭角状のリブ２０２を設け、平面状の継手面を有する樹脂部材２１１と継手面同士を重ね合わせた状態で両樹脂部材２０１，２１１を加圧して鋭角状リブ２０２を圧潰し（加圧工程）、その後、樹脂部材２０１の継手面にレーザ光を照射して樹脂部材２１１の継手面に溶着させることにより（レーザ照射・溶着工程）、両樹脂部材２０１，２１１が接合される。但し、図８（ａ）は、樹脂部材２０１の継手面に樹脂成形上のヒケ、うねり等の変形が無い理想的状態におけるレーザ溶着を示している。
【０００４】
さらに、図９（ａ）に示す第三の従来例では、樹脂部材３０１の継手面に鈍角状のリブ３０２を設け、平面状の継手面を有する樹脂部材３１１と継手面同士を重ね合わせた状態で両樹脂部材３０１，３１１を加圧して鈍角状リブ３０２の先端部を圧潰し（加圧工程）、その後、鈍角状リブ３０２の残存部分にレーザ光を照射して樹脂部材３１１の継手面へ溶着させることにより（レーザ照射・溶着工程）、両樹脂部材３０１，３１１が接合される。但し、図９（ａ）は、樹脂部材３０１の継手面に樹脂成形上のヒケ、うねり等の変形が無い理想的状態におけるレーザ溶着を示している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、第一の従来例では、図７（ｂ）に示すように、樹脂部材１０１の継手面に樹脂成形上のヒケ、うねり等の変形がある場合、加圧冶具による加圧によっては継手面間の隙間を消滅、或いは０．１ｍｍ以下に小さくすることが出来ない可能性がある。このような場合、樹脂部材１０１の継手面へのレーザ光照射によって発生した熱量が樹脂部材１１１側の継手面に伝わらず、溶着されない箇所が発生するという問題がある。特に、樹脂ケース等の厚肉の樹脂部材にヒケ、うねり等が発生している場合には加圧による継手面の矯正は極めて困難であるため、溶着不良が発生する可能性が高い。
【０００６】
また、第二の従来例では、図８（ｂ）に示すように、樹脂部材２０１の継手面においてヒケ、うねり等がある部分では加圧による鋭角状リブ２０２の潰れ量が少なく、鋭角状リブ２０２の隣に大きな隙間が発生する可能性がある。このような場合、両樹脂部材２０１，２１１の継手面間の溶着面積が小さくなり、溶着強度不足となるという問題が発生する。
【０００７】
また、第三の従来例では、図９（ｂ）に示すように、樹脂部材３０１の継手面においてヒケ、うねり等がある部分では両樹脂部材３０１，３１１の加圧によって鈍角状リブ３０２先端部が圧潰されず、両樹脂部材３０１，３１１の継手面間に隙間が発生する可能性がある。このような場合、樹脂部材３０１の継手面上に残存する鈍角状リブ３０２にレーザ光を照射しても樹脂部材３１１側の継手面へ溶着せず、溶着不良となるという問題が発生する。
【０００８】
解決しようとする課題は、樹脂成形上のヒケ、うねり等の変形を吸収し、溶着面積を確保して接合強度の高いレーザ溶着を可能とする樹脂部材の継手構造、レーザ溶着方法及び電気機器の樹脂筐体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、上記課題を解決するのに適した各手段につき、必要に応じて作用効果等を付記しつつ説明する。
【００１０】
本発明の樹脂部材の継手構造は、樹脂部材同士をレーザ溶着により接合するために設けられる樹脂部材の継手構造において、両樹脂部材間の継手面のいずれか一方に、所定幅を有する傾斜の緩やかな基端部及びその基端部の幅方向略中央に設けられた鋭角状の先端部を有するリブを設けたことを特徴とする。
【００１１】
従って、接合される両樹脂部材間の継手面のいずれか一方に、所定幅を有する傾斜の緩やかな基端部及びその基端部の幅方向略中央に設けられた鋭角状の先端部を有するリブを設けたので、両樹脂部材を加圧して鋭角状のリブ先端部を圧潰することにより両樹脂部材の継手面間の隙間を消滅させた後、残存するリブ基端部にレーザ光を照射して他方の継手面へ溶着させることによって、樹脂成形上のヒケ、うねり等の変形を吸収しつつ溶着面積を確保し、安定した高い溶着強度を実現することができる。
【００１２】
また、本発明の樹脂部材のレーザ溶着方法は、樹脂部材同士をレーザ溶着によって接合する方法において、両樹脂部材間の継手面のいずれか一方に、所定幅を有する傾斜の緩やかな基端部及びその基端部の幅方向略中央に設けられた鋭角状の先端部を有するリブを設け、両樹脂部材を加圧して前記リブ先端部を圧潰した後、前記リブ基端部にレーザ光を照射して他方の継手面へ溶着させることを特徴とする。
【００１３】
従って、接合される両樹脂部材間の継手面のいずれか一方に、所定幅を有する傾斜の緩やかな基端部及びその基端部の幅方向略中央に設けられた鋭角状の先端部を有するリブを設け、両樹脂部材を加圧して鋭角状のリブ先端部を圧潰することにより両樹脂部材の継手面間の隙間を消滅させた後、残存するリブ基端部にレーザ光を照射して他方の継手面へ溶着させることによって、樹脂成形上のヒケ、うねり等の変形を吸収しつつ溶着面積を確保し、安定した高い溶着強度を実現することができる。
【００１４】
また、本発明の電気機器の樹脂筐体は、樹脂部材同士を接合することによって構成され、少なくとも一つの電気・電子部品を収容する電気機器の樹脂筐体において、両樹脂部材間の継手面のいずれか一方に、所定幅を有する傾斜の緩やかな基端部及びその基端部の幅方向略中央に設けられた鋭角状の先端部を有するリブを設け、両樹脂部材を加圧して前記リブ先端部を圧潰した後、前記リブ基端部にレーザ光を照射して他方の継手面へ溶着させたことを特徴とする。
【００１５】
従って、電気機器の樹脂筐体を構成する両樹脂部材間の継手面のいずれか一方に、所定幅を有する傾斜の緩やかな基端部及びその基端部の幅方向略中央に設けられた鋭角状の先端部を有するリブを設け、両樹脂部材を加圧して鋭角状のリブ先端部を圧潰することにより両樹脂部材の継手面間の隙間を消滅させた後、残存するリブ基端部にレーザ光を照射して他方の継手面へ溶着させることによって、樹脂成形上のヒケ、うねり等の変形を吸収しつつ溶着面積を確保し、安定した高い溶着強度を実現することができる。また、樹脂筐体を構成する樹脂部材は、振動を加えることなく接合されると共に、レーザ光が照射された部分にしか熱が発生しないため、収容される電気・電子部品が振動や熱によって破壊されることがない。
【００１６】
また、前記電気機器の樹脂筐体の好ましい態様は、前記電気・電子部品が電子式センサであることを特徴とする。
【００１７】
従って、高温に弱い電子式センサが、樹脂部材の接合工程において熱に曝されて破壊されることがないため、樹脂筐体に収容された電子式センサは、センシング部の物理的変化に応じて出力される電気信号によって衝突、振動、角速度等を確実に検知することができる。
【００１８】
また、前記電気機器の樹脂筐体の好ましい態様は、前記電子式センサがＧセンサであることを特徴とする。
【００１９】
従って、Ｇセンサはセンシング部の変形や移動などの物理的変化に応じて電気信号を出力するように構成されており、構造体であるために必ず共振を発生させる共振点を有しているが、樹脂部材の接合工程において振動に曝されて破壊されることがないため、樹脂筐体に収容されたＧセンサは、衝突や振動を確実に検出することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の樹脂部材の継手構造、レーザ溶着方法、又は電気機器の樹脂筐体によれば、接合される両樹脂部材間の継手面のいずれか一方に、所定幅を有する傾斜の緩やかな基端部及びその基端部の幅方向略中央に設けられた鋭角状の先端部を有するリブを設けたので、両樹脂部材を加圧して鋭角状のリブ先端部を圧潰することにより両樹脂部材の継手面間の隙間を消滅させた後、残存するリブ基端部にレーザ光を照射して他方の継手面へ溶着させることによって、樹脂成形上のヒケ、うねり等の変形を吸収しつつ溶着面積を確保し、安定した高い溶着強度を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の樹脂部材の継手構造、レーザ溶着方法及び電気機器の樹脂筐体を具体化した各実施形態について説明する。
【００２２】
図１（ａ）は、本発明に係る樹脂部材の継手構造の第一の実施形態を示す図面であり、レーザ溶着によって接合される２つの樹脂部材１及び樹脂部材１１が接合される前の状態を表わす斜視図である。図１（ａ）において、樹脂部材１は、上面に開口する矩形箱状の樹脂成形品である。一方、樹脂部材１１は、樹脂部材１上面の開口を封止する蓋体としての矩形平板状の樹脂成形品である。
【００２３】
樹脂部材１の開口上縁部２には、図１（ａ）及び（ｂ）の継手面拡大断面図に示すように、周方向に沿ってリブ３が形成されている。ここで、リブ３は、所定幅を有する傾斜の緩やかな基端部３ａ及びその基端部３ａの幅方向略中央に設けられた鋭角状の先端部３ｂを有している。尚、基端部３ａにおける「傾斜の緩やかな」とは、鋭角状の先端部３ｂに対して相対的に傾斜角が小さいことを意味し、例えば、リブ中心線を挟んで両側に形成された基端部３ａの一対の傾斜面のなす角が鈍角である場合を含む。また、基端部３ａにおける「所定幅」とは、十分な溶着強度を得るために必要なリブ幅を意味する。
【００２４】
次に、樹脂部材１と樹脂部材１１とをレーザ溶着により接合する方法及び各工程における作用について、図２を参照しつつ説明する。
【００２５】
まず、樹脂部材１の開口上縁部２を上方に向けて固定した後、樹脂部材１の開口全体を塞ぐように樹脂部材１１を位置合わせして開口上縁部２上に載置する。そして、図２（ａ）に示すように、図示しない加圧治具によって樹脂部材１１を樹脂部材１側へ加圧して鋭角状のリブ先端部３ｂを圧潰する（加圧工程）。これにより、樹脂部材１及び樹脂部材１１の継手面間の隙間が確実に消滅する。一方、リブ基端部３ａは、加圧工程において圧潰されず、開口上縁部２上に残存する。
【００２６】
次に、図２（ｂ）に示すように、図示しないレーザ光照射装置を用いて、開口上縁部２上に残存するリブ基端部３ａに対して斜め上方からレーザ光を照射する。これにより、樹脂部材１側のリブ基端部３ａが溶融して樹脂部材２側の継手面へ溶着する（レーザ照射・溶着工程）。この時、溶着する範囲は、レーザ光が照射されたリブ基端部３ａの範囲である。
【００２７】
一方、図３（ａ）に示すように樹脂部材１の継手面に樹脂成形上のヒケ、うねり等の変形がある場合も、図３（ｂ）に示す加圧工程で鋭角状のリブ先端部３ｂを圧潰することによってこれらが吸収される。そして、図３（ｃ）に示すレーザ照射・溶着工程では、レーザ光が照射されたリブ基端部３ａの範囲で確実に溶着する。
【００２８】
上述したことから明らかなように、本実施形態によれば、樹脂部材１の継手面に所定幅を有する傾斜の緩やかな基端部３ａ及びその基端部３ａの幅方向略中央に設けられた鋭角状の先端部３ｂを有するリブ３を設けたので、両樹脂部材１，１１を加圧して鋭角状のリブ先端部３ｂを圧潰し、両樹脂部材１，１１の継手面間の隙間を消滅させることにより、樹脂部材１又は１１の継手面における樹脂成形上のヒケ、うねり等の変形を吸収することができる。また、加圧工程で圧潰されず残存したリブ基端部３ａにレーザ光を照射して樹脂部材１１の継手面へ溶着させることによって、溶着面積を確保し、安定した高い溶着強度を実現することができる。
【００２９】
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。本実施形態は、本発明の電気機器の樹脂筐体を具体化した加速度検知装置３１の実施形態である。尚、図４（ａ）に示す加速度検知装置３１は、車両前部に搭載されて衝突や振動の発生を表わすＧ検出信号をエアバッグ制御装置へ伝送するセンサ装置である。
【００３０】
加速度検知装置３１は、図４（ａ）に示すように、電気回路部４１と、上面が開口形成されて電気回路部４１を収容するケース５１と、ケース５１の開口を封止するリッド６１とを主体として構成される。
【００３１】
電気回路部４１は、センシング部の変形や移動などの物理的変化に応じて衝突や振動を検知する電子式センサであるＧセンサ４２と、Ｇセンサ４２及びＧ検出信号を出力する電気回路等が実装されるＰ板（ガラスエポキシ系基板）４３とからなる。
【００３２】
ケース５１は、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）樹脂、ナイロン樹脂等の樹脂材料からなる樹脂成形品である。ケース５１には上面が開口する収容空間が形成されており、電気回路部４１は収容空間内に収容され且つケース５１に一体成形されたコネクタターミナル５２によって支持されている。コネクタターミナル５２は、電気回路部４１と他の装置とを電気的に接続するためのピン状の金属製部品であり、一端が収容空間内に露出し、他端が横向きの凹部内に露出している。また、ケース５１には、金属ブッシュが埋設された車両取り付け部５３が設けられている。さらに、ケース５１の開口上縁部５４の全周には、図４（ｂ）の開口上縁部５４の拡大断面図に示すように、所定幅を有する傾斜の緩やかな基端部５５ａ及びその基端部５５ａの幅方向略中央に設けられた鋭角状の先端部５５ｂを有するリブ５５が周方向に沿って形成されている。
【００３３】
リッド６１は、ケース５１の開口を封止する蓋体としての矩形平板状の樹脂成形品であり、ケース５１と同様にＰＢＴ樹脂、ナイロン樹脂等からなる。
【００３４】
次に、ケース５１とリッド６１とのレーザ溶着方法について図５を参照しつつ説明する。まず、電気回路部４１が収容されたケース５１を、開口を上方に向けて固定した後、リッド６１をケース５１の開口全体を塞ぐように位置合わせして開口上縁部５４上に載置する。そして、図５（ａ）に示すように、図示しない加圧治具によってリッド６１をケース５１側へ加圧して鋭角状のリブ先端部５５ｂを圧潰し、リブ５５とリッド６１との間の隙間を確実に消滅させる（加圧工程）。尚、加圧工程後の開口上縁部５４の形状は、第一の実施形態における図２（ａ）に示された開口上縁部２の形状と同様であり、開口上縁部５４上にはリブ基端部５５ａが残存する（図示省略）。
【００３５】
次に、図５（ｂ）に示すように、図示しないレーザ光照射装置を用いて、開口上縁部５４上に残存するリブ基端部５５ａに対して斜め上方からレーザ光を照射していくことにより、ケース５１側のリブ基端部５５ａが順次、リッド６１側の継手面へ溶着してケース５１とリッド６１とが接合される（レーザ照射・溶着工程）。
【００３６】
以上詳述したことから明らかなように、本実施形態によれば、上述した第一の実施形態と同様の効果、すなわち、ケース５１又はリッド６１の継手面における樹脂成形上のヒケ、うねり等の変形を吸収すると共に、溶着面積を確保し、安定した高い溶着強度を実現することができるという効果が奏される。
【００３７】
さらに、本実施形態では、樹脂筐体を構成するケース５１及びリッド６１は、振動を加えることなく接合されると共に、レーザ光が照射された部分にしか熱が発生しないため、収容されるＧセンサ４２が振動や熱によって損傷することがないという効果が奏される。
【００３８】
すなわち、Ｇセンサ４２は高温に弱い電子素子であるため、ケース５１とリッド６１との接合方法として、数百度の熱板でケース５１及びリッド６１を予熱して溶着させる熱板溶着を採用した場合には、Ｇセンサ４２が高温状態に曝されて破壊される可能性が高いが、本実施形態ではケース５１とリッド６１との接合工程でＧセンサ４２が熱に曝されないため破壊されることがない。
【００３９】
また、Ｇセンサ４２はセンシング部の変形や移動などの物理的変化に応じて電気信号を出力するように構成されており、構造体であるために必ず共振を発生させる共振点を有している。このため、ケース５１とリッド６１との接合方法として、リッド６１を振動させてケース５１に溶着させる振動溶着や超音波溶着を採用した場合には、加工時の振動周波数がＧセンサ４２の共振点と重なった場合にＧセンサ４２が破壊される可能性が高いが、本実施形態では、ケース５１とリッド６１との接合工程においてＧセンサ４２に振動が加えられないため破壊されることがない。
【００４０】
尚、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことが可能である。
【００４１】
例えば、前記第一の実施形態では、リブ３の形状を、傾斜の緩やかな基端部３ａと鋭角状の先端部３ｂとからなる２段形状としたが、図６（ａ）の第一の変形例に示すように、基端部３ａと先端部３ｂとの間に、基端部３ａの傾斜角と先端部３ｂの傾斜角との中間の傾斜角を有する中間部３ｃを設けてリブ３の傾斜を段階的に変化させた３段形状、又は３段以上の段階形状としてもよい。或いは、図６（ｂ）に示すように、リブ３の傾斜面を曲線状とし、基端部３ａから先端部３ｂへ傾斜角を連続的に変化させるようにしてもよい。
【００４２】
また、前記第二の実施形態では、Ｇセンサを内蔵する加速度検知装置の樹脂筐体に本発明を適用した例を示したが、Ｇセンサ以外の電子式センサ或いはその他の電気・電子部品を内蔵する樹脂筐体に本発明を適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の樹脂部材の継手構造、レーザ溶着方法及び電気機器の樹脂筐体を、樹脂部材同士をレーザ溶着によって接合することにより構成される各種の樹脂製品に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第一の実施形態における樹脂部材の継手構造を示す図であり、（ａ）は接合される両樹脂部材の斜視図、（ｂ）は両樹脂部材の継手面の拡大断面図である。
【図２】樹脂部材のレーザ溶着方法を示す説明図であり、（ａ）は加圧工程を、（ｂ）はレーザ照射・溶着工程をそれぞれ示している。
【図３】樹脂部材にヒケ、うねりがある場合におけるレーザ溶着を示す説明図であり、（ａ）はヒケ、うねりがある継手面の断面形状を、（ｂ）は加圧工程を、（ｃ）はレーザ照射・溶着工程をそれぞれ示している。
【図４】（ａ）は本発明の第二の実施形態における加速度検知装置の概略構成図であり、（ｂ）はケースの開口上縁部の拡大断面図である。
【図５】ケースとリッドとのレーザ溶着における各工程を示す説明図であり、（ａ）は加圧工程を、（ｂ）はレーザ照射・溶着工程を示している。
【図６】（ａ）は第一の変形例における継手構造の拡大断面図であり、（ｂ）は第二の変形例における継手構造の拡大断面図である。
【図７】第一の従来例における継手構造及びレーザ溶着の各工程を示す図であり、（ａ）は継手面にヒケ、うねり等の変形が無い場合を、（ｂ）は継手面にヒケ、うねり等の変形がある場合をそれぞれ示している。
【図８】第二の従来例における継手構造及びレーザ溶着の各工程を示す図であり、（ａ）は継手面にヒケ、うねり等の変形が無い場合を、（ｂ）は継手面にヒケ、うねり等の変形がある場合をそれぞれ示している。
【図９】第三の従来例における継手構造及びレーザ溶着の各工程を示す図であり、（ａ）は継手面にヒケ、うねり等の変形が無い場合を、（ｂ）は継手面にヒケ、うねり等の変形がある場合をそれぞれ示している。
【符号の説明】
【００４５】
１    樹脂部材
３    リブ
３ａ  基端部
３ｂ  先端部
１１    樹脂部材
３１    加速度検知装置
４２    Ｇセンサ（電気・電子部品、電子式センサ）
５１    ケース（樹脂部材）
５５    リブ
５５ａ  基端部
５５ｂ  先端部
６１    リッド（樹脂部材）
【図１】
2005238751.tif 000003
【図２】
2005238751.tif 000004
【図３】
2005238751.tif 000005
【図４】
2005238751.tif 000006
【図５】
2005238751.tif 000007
【図６】
2005238751.tif 000008
【図７】
2005238751.tif 000009
【図８】
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【図９】
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