(57)【要約】【課題】レーザー光吸収性の樹脂部材からなるパイプ形状品を、レーザー光透過性の樹脂部材からなるサドル形部材の内面に当接させ、サドル形部材側からレーザー光を照射して両者をレーザー溶着する接合方法の溶着強度を改良すること。【解決手段】レーザー光を透過する樹脂部材からなり、サドル形部材の本体はパイプ形状品の外周面の一部を覆い、サドル形部材の内面にパイプ形状品の外周面に当接するサドル溶着リブが設けられており、パイプ形状品の外周面とサドル溶着リブの端面の当接面がレーザー溶着により接合される溶着部となるサドル形部材。当接面に当接部の幅の１１０〜５００％の幅のレーザー光を照射し、レーザー照射開始から接合面の樹脂が加熱溶融して固化が完了するまでの間、レーザー溶着の間、サドル溶着リブの全面がパイプ形状品に押圧されて接触するレーザー溶着方法。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプ形状品の外周面にレーザー溶着により接合されるサドル形部材であって、レーザー光を透過する樹脂部材からなり、サドル形部材の本体はパイプ形状品の外周面の一部を覆い、サドル形部材の本体の内面にパイプ形状品の外周面に当接するサドル溶着リブが設けられており、パイプ形状品の外周面とサドル溶着リブの端面の当接面がレーザー溶着により接合される溶着部となることを特徴とするサドル形部材。
【請求項２】
サドル形部材の本体が略半円筒体の形状である請求項１に記載のサドル形部材。
【請求項３】
サドル形部材の本体の両脚端縁に半径外側方向への突出部を有し、該突出部を利用してサドル形部材にパイプ形状品の中心方向に締め付け圧力をかけて、サドル形部材のサドル溶着リブとパイプ形状品の外周面の間に圧力を作用させることを可能にする構造である請求項１又は２に記載のサドル形部材。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のサドル形部材がパイプ形状品の枝付継手であり、サドル形部材の本体の上面にパイプ形状品の端部を挿入してレーザー溶着により接合するための少なくとも１つのソケット部位があり、ソケット部位の内側に、パイプ形状品の端面と当接する受け部が設けられており、パイプ形状品の端面と受け部の当接面がレーザー溶着により接合される溶着部となる枝付継手。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のサドル形部材がパイプ形状品の枝付継手であり、サドル形部材の本体の上面にパイプ形状品の端部を挿入してレーザー溶着により接合するための少なくとも１つのソケット部位があり、ソケット部位の内側に、挿入されるパイプ形状品の外周面に当接するソケット溶着リブが設けられており、パイプ形状品の外周面とソケット溶着リブの端面の当接面がレーザー溶着により接合される溶着部となることを特徴とする枝付継手。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のサドル形部材がパイプ形状品の枝付継手であり、サドル形部材の本体の上面にパイプ形状品の端部を挿入してレーザー溶着により接合するための少なくとも１つのソケット部位があり、ソケット部位の内側に、パイプ形状品の端面と当接する受け部が設けられており、パイプ形状品の端面と受け部の当接面がレーザー溶着により接合される溶着部となるとともに、
ソケット部位の端部と前記受け部との間の内面に、挿入されるパイプ形状品の外周面に当接するソケット溶着リブが設けられており、パイプ形状品の外周面と溶着リブの端面の当接面がレーザー溶着により接合される溶着部となることを特徴とする枝付継手。
【請求項７】
前記ソケット部位の端部からソケット溶着リブに向かってスリットが設けられている請求項５又は６に記載の枝付継手。
【請求項８】
前記ソケット部位の端部とソケット溶着リブとの間に薄肉部が設けられている請求項５〜７に記載の枝付継手。
【請求項９】
前記受け部のパイプ形状品の端面との当接面は、ソケット部位内面に対し傾斜していることを特徴とする請求項４又は６に記載の枝付継手。
【請求項１０】
破損部を有するパイプ形状品を補修するためのサドル形部材であって、パイプ形状品の本体の内側にパイプ形状品の破損部を包囲するようにサドル溶着リブが設けられており、パイプ形状品の外周面とサドル溶着リブの端面の当接面がレーザー溶着により接合されて、パイプ形状品の破損部を補修する請求項１〜３のいずれか１項に記載のサドル形部材。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載のサドル形部材の本体とパイプ形状品の外周面を当接させ、サドル形部材側からレーザー光を照射して両者をレーザー溶着するに際し、
溶着部となるサドル形部材のサドル溶着リブとパイプ形状品の外周面の当接面にサドル溶着リブの幅（レーザー光の照射方向の投影幅をいう。）の１１０〜５００％の幅のレーザー光を照射すること、
レーザー照射開始から接合面の樹脂が加熱溶融して固化が完了するまでの間、サドル形部材をパイプ形状品の中心方向に締め付け圧力をかけて、サドル形部材のサドル溶着リブとパイプ形状品の外周面間に圧力を作用させること、および
レーザー溶着の間、サドル形部材のサドル溶着リブの全面がパイプ形状品の外周面に押圧されて接触することを特徴とするサドル形部材とパイプ形状品のレーザー溶着方法。
【請求項１２】
請求項４又は６に記載のサドル形部材の前記ソケット部位にパイプ形状品を挿入して当接させ、ソケット部位側からレーザー光を照射して両者をレーザー溶着するに際し、
溶着部となる前記ソケット部位の受け部とパイプ形状品の端面の当接面に当接部の幅（レーザー光の照射方向の投影幅をいう。）の１１０〜５００％の幅のレーザー光を照射すること、
レーザー照射開始から接合面の樹脂が加熱溶融して固化が完了するまでの間、パイプ形状品を受け部に向かって軸方向に加圧し、ソケット部位の受け部とパイプ形状品の端面の間に圧力を作用させること、および
レーザー溶着の間、パイプ形状品の端面全面が、ソケット部位の受け部に押圧されて接触することを特徴とするサドル形部材とパイプ形状品のレーザー溶着方法。
【請求項１３】
請求項５〜８のいずれか１項に記載のサドル形部材のソケット部位にパイプ形状品を挿入し、ソケット部位側からレーザー光を照射して両者をレーザー溶着するに際し、
溶着部となるソケット溶着リブとパイプ形状品の外周面の当接面にソケット溶着リブの幅（レーザー光の照射方向の投影幅をいう。）の１１０〜５００％の幅のレーザー光を照射すること、
レーザー照射開始から接合面の樹脂が加熱溶融して固化が完了するまでの間、ソケット部位の外周からパイプ形状品の中心方向に締め付け圧力をかけて、ソケット溶着リブとパイプ形状品の外周面の間に圧力を作用させること、および
レーザー溶着の間、ソケット溶着リブの全面がパイプ形状品の外周面に押圧されて接触することを特徴とするサドル形部材とパイプ形状品のレーザー溶着方法。
【請求項１４】
当接面への加圧圧力が当接面に対する垂直分力で０．５〜５ＭＰａであることを特徴とする請求項１１に記載のサドル形部材とパイプ形状品のレーザー溶着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー光を照射して樹脂部材からなるパイプ形状品と樹脂部材からなる継手、補修部材等のサドル形部材とを溶着させるレーザー溶着用サドル形部材およびそのサドル形部材を用いたレーザー溶着方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本件出願人は、先に、樹脂部材からなるパイプを接合する方法として、レーザー光に対して吸収性を有する樹脂部材からなるパイプ形状品を、レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなる継手に挿入し、該継手側からレーザー光を照射して両者をレーザー溶着することを特徴とするパイプ形状品の接合方法を提案している（特許文献１）。このレーザー溶着方法は継手のみならずパイプの破損部の補修用部材のレーザー溶着にも応用できる。
【０００３】
このレーザー溶着方法によれば、従来の熱溶着の場合に垂れ、強い溶剤による環境安全性問題、コストの問題、さらに薄肉パイプの融着の困難性を解決でき、また、溶剤接着剤の場合に比べて高い接合強度で接合することができるので、ガスパイプ用等に好適に利用でき、また、機械的な接合方法と比べて、機密性が高くできる点で優れている。
【０００４】
このレーザー溶着法では、レーザー光に対して非吸収性の樹脂部材とレーザー光に対して吸収性の樹脂部材との接合面にレーザー光のエネルギーを十分に吸収させて接合面を十分に加熱溶融させれば、高い接合強度が得られるはずである。
しかしながら、レーザー溶着を行なうにあたり、接合しようとする樹脂部材同士の接合面で間隙などにより接触が不十分であると、レーザー光を吸収発熱した部位の、この部位からの熱伝導不足の結果としての過加熱によるボイド、ス、炭化となるような分解や、溶着相手の樹脂対象部位への熱伝導不足による不完全な溶融などにより、十分な接合強度が得られないという問題があった。
そのため、レーザー溶着において、接合しようとする樹脂部材同士の接合面で間隙がないようにするために、樹脂部材同士の接触面に加圧力が加わるように外力を与えることが提案されている(たとえば特許文献２参照)。
【０００５】
しかし、従来の加圧方法では接合面に十分な加圧力を加えることが困難であった。これは、レーザー光は一般に数ミリの幅の断面を持つ光線であり、これをレーザー光の非吸収性の樹脂部材を通して接合面に存在するレーザー光の吸収性樹脂部材に当てるが、このとき加熱されるのは、レーザー光が照射された範囲のレーザー光の吸収性樹脂部材部分のみである。従って、溶着部に圧力をかけようと継手の外側から外力を加えても、溶融樹脂部の周囲の溶けていない部分が邪魔になって溶着部に力が加わらない。そのためレーザー照射が終わり冷却されたときに、溶融樹脂の固化によって発生する体積収縮によって、接合面にス（穴）が開いた状態になる。
【０００６】
このように、従来の加圧方法では、圧力を作用させるべき部分（溶融樹脂部）に十分な圧力を加えることができないため、溶融樹脂部の体積膨張とその後の収縮によるスの発生を防止することができないという問題があった。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−０９０６２８号公報
【特許文献２】特開２００３−２２５９４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明では、圧力を作用させるべき部分（溶融樹脂部）に十分な圧力を加えることができるように接合部の形状を工夫することで、従来技術の問題を解決し、接合面でのスの発生を抑制し、安定した接合品質を実現できることを見出し、それをパイプ形状品に継手等のサドル形部材を接合する場合に適用する形状として本発明のサドル形部材およびそのサドル形部材を用いたレーザー溶着方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記の従来技術の課題を解決するものであり、その要旨は下記にある。
（１）パイプ形状品の外周面にレーザー溶着により接合されるサドル形部材であって、レーザー光を透過する樹脂部材からなり、サドル形部材の本体はパイプ形状品の外周面の一部を覆い、サドル形部材の本体の内面にパイプ形状品の外周面に当接するサドル溶着リブが設けられており、パイプ形状品の外周面とサドル溶着リブの端面の当接面がレーザー溶着により接合される溶着部となることを特徴とするサドル形部材。
【００１０】
（２）サドル形部材の本体が略半円筒体の形状である上記（１）に記載のサドル形部材。
【００１１】
（３）サドル形部材の本体の両脚端縁に半径外側方向への突出部を有し、該突出部を利用してサドル形部材にパイプ形状品の中心方向に締め付け圧力をかけて、サドル形部材のサドル溶着リブとパイプ形状品の外周面の間に圧力を作用させることを可能にする構造である上記（１）又は（２）に記載のサドル形部材。
【００１２】
（４）上記（１）〜（３）のいずれか１項に記載のサドル形部材がパイプ形状品の枝付継手であり、サドル形部材の本体の上面にパイプ形状品の端部を挿入してレーザー溶着により接合するための少なくとも１つのソケット部位があり、パイプ形状品が挿入されるソケット部位の内側に、パイプ形状品の端面と当接する受け部が設けられており、パイプ形状品の端面と受け部の当接面がレーザー溶着により接合される溶着部となる枝付継手。
【００１３】
（５）上記（１）〜（３）のいずれか１項に記載のサドル形部材がパイプ形状品の枝付継手であり、サドル形部材の本体の上面にパイプ形状品の端部を挿入してレーザー溶着により接合するための少なくとも１つのソケット部位があり、ソケット部位の内側に、挿入されるパイプ形状品の外周面に当接するソケット溶着リブが設けられており、パイプ形状品の外周面とソケット溶着リブの端面の当接面がレーザー溶着により接合される溶着部となることを特徴とする枝付継手。
【００１４】
（６）上記（１）〜（３）のいずれか１項に記載のサドル形部材がパイプ形状品の枝付継手であり、サドル形部材の本体の上面にパイプ形状品の端部を挿入してレーザー溶着により接合するための少なくとも１つのソケット部位があり、ソケット部位の内側に、パイプ形状品の端面と当接する受け部が設けられており、パイプ形状品の端面と受け部の当接面がレーザー溶着により接合される溶着部となるとともに、
ソケット部位の端部と前記受け部との間の内面に、挿入されるパイプ形状品の外周面に当接するソケット溶着リブが設けられており、パイプ形状品の外周面とソケット溶着リブの端面の当接面がレーザー溶着により接合される溶着部となることを特徴とする枝付継手。
【００１５】
（７）ソケット部位の端部からソケット溶着リブに向かってスリットが設けられている上記（５）又は（６）に記載の枝付継手。
【００１６】
（８）ソケット部位の端部とソケット溶着リブとの間に薄肉部が設けられている上記（５）〜（７）のいずれか１項に記載の枝付継手。
【００１７】
（９）前記受け部のパイプ形状品の端面との当接面は、ソケット部位内面に対し傾斜していることを特徴とする上記（４）又は（６）に記載の枝付継手。
【００１８】
（１０）破損部を有するパイプ形状品を補修するためのサドル形部材であって、サドル形部材の本体の内側にパイプ形状品の破損部を包囲するようにサドル溶着リブが設けられており、パイプ形状品の外周面とサドル溶着リブの端面の当接面がレーザー溶着により接合されて、パイプ形状品の破損部を補修する上記（１）〜（３）のいずれか１項に記載のサドル形部材。
【００１９】
（１１）上記（１）〜（１０）のいずれか１項に記載のサドル形部材の本体とパイプ形状品の外周面を当接させ、サドル形部材側からレーザー光を照射して両者をレーザー溶着するに際し、
溶着部となるサドル形部材のサドル溶着リブとパイプ形状品の外周面の当接面にサドル溶着リブの幅（レーザー光の照射方向の投影幅をいう。）の１１０〜５００％の幅のレーザー光を照射すること、
レーザー照射開始から接合面の樹脂が加熱溶融して固化が完了するまでの間、サドル形部材をパイプ形状品の中心方向に締め付け圧力をかけて、サドル形部材のサドル溶着リブとパイプ形状品の外周面間に圧力を作用させること、および
レーザー溶着の間、サドル形部材のサドル溶着リブの全面がパイプ形状品の外周面に押圧されて接触することを特徴とするサドル形部材とパイプ形状品のレーザー溶着方法。
【００２０】
（１２）上記（４）又は（６）に記載のサドル形部材のソケット部位にパイプ形状品を挿入して当接させ、ソケット部位側からレーザー光を照射して両者をレーザー溶着するに際し、
溶着部となるソケット部位の受け部とパイプ形状品の端面の当接面に当接部の幅（レーザー光の照射方向の投影幅をいう。）の１１０〜５００％の幅のレーザー光を照射すること、
レーザー照射開始から接合面の樹脂が加熱溶融して固化が完了するまでの間、パイプ形状品を受け部に向かって軸方向に加圧し、ソケット部位の受け部とパイプ形状品の端面の間に圧力を作用させること、および
レーザー溶着の間、パイプ形状品の端面全面が、ソケット部位の受け部に押圧されて接触することを特徴とするサドル形部材とパイプ形状品のレーザー溶着方法。
【００２１】
（１３）上記（５）〜（８）のいずれか１項に記載のサドル形部材のソケット部位にパイプ形状品を挿入し、ソケット部位側からレーザー光を照射して両者をレーザー溶着するに際し、
溶着部となるソケット溶着リブとパイプ形状品の外周面の当接面にソケット溶着リブの幅（レーザー光の照射方向の投影幅をいう。）の１１０〜５００％の幅のレーザー光を照射すること、
レーザー照射開始から接合面の樹脂が加熱溶融して固化が完了するまでの間、ソケット部位の外周からパイプ形状品の中心方向に締め付け圧力をかけて、ソケット溶着リブとパイプ形状品の外周面の間に圧力を作用させること、および
レーザー溶着の間、ソケット溶着リブの全面がパイプ形状品の外周面に押圧されて接触することを特徴とするサドル形部材とパイプ形状品のレーザー溶着方法。
【００２２】
（１４）当接面への加圧圧力が当接面に対する垂直分力で０．５〜５ＭＰａであることを特徴とする上記（１１）に記載のサドル形部材とパイプ形状品のレーザー溶着方法。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のＴ字継手などのサドル形部材をパイプ形状品とレーザー溶着により接合すれば、サドル形部材の内側に設けられた溶着リブ（サドル溶着リブ及びソケット溶着リブともに）がパイプ形状品の外周面に当接してその当接面にレーザー光を照射してレーザー溶着部にするので、サドル形部材の溶着リブが加圧方向に延びる断面形状を有していることから、サドル形部材の溶着リブをパイプ形状品の中心方向に締め付ける圧力が、接合部が溶融する間に接合部に対して圧力として作用し続けることにより、接合面でのスの発生を抑制し、安定した接合品質を実現できる。
【００２４】
同様に、本発明の好ましいサドル形部材のソケット部位（サドル本体の上部にあってパイプ形状品の端部を挿入して接合するための部位を言う。以下、単に「ソケット部位」という。）を用いてパイプ形状品をレーザー溶着により接合すれば、パイプ形状品の端面がソケット部位の内側に設けられた受け部に当接してその当接面にレーザー光を照射してレーザー溶着部にするので、パイプ形状品の端部が加圧方向に延びる断面形状を有していることから、パイプ形状品を押す外圧が受け部との接合部が溶融する間に接合部に対して圧力として作用し続けることにより、接合面でのスの発生を抑制し、安定した接合品質を実現できる。
【００２５】
また、レーザー照射により溶融された部位が加圧される際に溶融部領域で押し込まれる溶着しろがあるため、レーザー溶着の接合対象面の平滑度が溶着しろ範囲内であれば許容される。すなわち、Ｔ字継手等のサドル形部材あるいはパイプ形状品における、ひけ、そりなどの寸法精度に対する許容範囲が広がる。
【００２６】
さらに、本発明の好ましい態様によれば、レーザー溶着を行なう場合に、当接面の幅を上回る幅のレーザー光線でスキャンするため、加圧が作用するサドル形部材の溶着リブ（サドル溶着リブおよびソケット溶着リブ）とパイプ形状品の外周面と、また加圧が作用するパイプ形状品の端面とサドル形部材の受け部とが、確実に溶融されるので、レーザー光を吸収発熱した部位の溶融および溶着相手の部位への熱伝導が効率よく行なえる。この結果、レーザー光を吸収発熱した部位の、この部位からの熱伝導不足の結果としての過加熱によるボイド、ス、炭化となるような分解などの抑制ができる。また、溶着相手の樹脂対象部位への熱伝導不足による加熱不足での不完全な溶融とならないなど、安定した接合品質を実現できる。
【００２７】
本発明のサドル形部材は、接合強度が優れているので、パイプの半周程度に接合するだけで十分な接合強度が得られる。これにより、従来の全周を囲む場合に比べて、部材の使用量が半分で済むのでコストが削減できると同時に軽量化が図れる。ただし、本発明のサドル形部材はその脚部がパイプの半周程度のものに限定されるわけではなく、全周を囲むものでもよい（図４，５参照）。
【００２８】
溶着欠陥のうち「ス」は、溶融樹脂が固化する際の体積収縮により生成した空隙をいう。「ボイド」は樹脂が加熱分解される際に発生したガスによる空隙をいう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明のサドル形部材は、パイプ形状品の外周面にレーザー溶着により接合されるサドル形部材であって、レーザー光を透過する樹脂部材からなり、サドル形部材はパイプ形状品の外周面の一部を覆い、パイプ形状品の内面にパイプ形状品の外周面に当接するサドル溶着リブが設けられており、パイプ形状品の外周面とサドル溶着リブの端面の当接面がレーザー溶着により接合される溶着部となることを特徴とする。
【００３０】
すなわち、従来技術に従い、サドル形部材の内面とパイプ形状品の外周面の平面どうしの当接面にレーザーを照射して溶融部とすると、溶融部の周囲の非溶融部が溶融部に圧力が作用することを阻害する。これに対して、本発明のサドル形部材では、サドル形部材の内側に設けられたサドル溶着リブがパイプ形状品の外周面に当接してその当接面にレーザー光を照射してレーザー溶着部にするので、サドル溶着リブが加圧方向に延びる断面形状を有していることから、サドル形部材を押す外圧がパイプ形状品の外周面との接合部が溶融する間に接合部に対して圧力として作用し続けることにより、より高い接合強度の実現を可能にする。
【００３１】
ここで加圧が作用するとは、レーザー照射を受け溶融した接合対象部位が接触した状態で、その溶融部分に圧力がかかるということであり、この加圧されたときに押し込まれる溶融部領域を溶着しろという。本発明では、パイプ形状品と継手等のサドル形部材のレーザー溶着時に、レーザー溶着対象部位がレーザー照射によって溶融し、レーザー照射終了後に冷却し凝固固化終了するまでにわたってレーザー溶着対象部位に加圧が作用することで、接着強度が高められる。
【００３２】
加圧の大きさは、界面にスのない良好な溶融層が観察される量であればよく、限定されないが、一般的には溶着面に垂直分力で０．５〜５ＭＰａ程度でよい。必要以上に加圧が高すぎると、固化時残留応力となるので、ス（欠陥）が発生しなければ低くすることが望ましい。
【００３３】
サドル溶着リブの形状は、挿入されるパイプ形状品の外周面に当接するもので、その断面形状はその高さが溶着後にサドル溶着リブの高さの一部が残る高さが必要である。
【００３４】
サドル溶着リブの突出高さは、溶着後にサドル溶着リブの一部が残る高さであればよい。サドル溶着リブの高さが不十分であると、溶着中に最終的にレーザー溶着対象部位に加圧が作用することができなくなり、本発明の効果が十分に得られない可能性がある。具体的には、たとえば、０．５〜１０ｍｍが好ましく、強度と形状制約を考慮すれば０．７〜２．０ｍｍがより好ましい。
【００３５】
サドル溶着リブの横断面形状は、凸形状で溶着部に加圧が作用する形状であれば特に限定されるものではなく、矩形でもよく、また初期接触部面積が少ないたとえば台形もしくは先端がＲ半円面を有したもの、台形の両端の角度が異なっていてもよく、初期接触部面積が少ないと初期溶融がし易くなり、安定した溶着ができるので好ましい。台形の裾角（底角）は４５〜９０度（９０度は継手の内側内面に対して垂直な壁面をいう。）が好ましい。
【００３６】
サドル本体の内面に設けるサドル溶着リブの平面形状（パターン）は、使用目的に応じてパイプ形状品の外周面の一部を包囲する形状であれば、特に限定されない。
【００３７】
たとえば、Ｔ字継手であれば、サドル溶着リブの形状は、サドル形部材のサドル本体の内面に、サドル本体においてソケット部位の開口部を包含し、かつパイプ形状品の外周面のＴ字接続用開口を包囲する閉鎖ループ形状とすることが好ましい。また、パイプ形状品の補修部材である場合には、サドル本体に設けるサドル溶着リブの形状は、サドル本体には開口部はないので、パイプ形状品の外周面の破損部を包囲できるような形状の閉鎖ループ形状とすることが好ましい。
【００３８】
サドル溶着リブの閉鎖ループ形状の具体的な形状も特に限定されないが、図１〜３に示し、後で説明するような、パイプ形状品の軸線方向の平行な直線２本と横断面の円周方向の半円形２本とからなる矩形のループ形状が、サドル形部材を製造し易いので好適である。そのほか、楕円形や円形でもよいことはいうまでもない。強度的には直線の組み合わせより応力分散できる曲線の組み合わせが有利であるが加工の難易度はより高くなる。さらに、ループ状の溶着リブに接続してあるいはそれから離して非ループ状溶着リブを追加したり、あるいはループを２重にしたりすることも可能である。
【００３９】
本発明のサドル形部材の代表的な態様は枝付継手である。枝付継手は、サドル形状体の本体の上部に、パイプ形状品の端部と接合するためのソケット部位（単に「ソケット部位」）を有する。本発明の好ましい態様において、ソケット部位は、パイプ形状品が挿入されるソケット部位の内側に、パイプ形状品の端面と当接する受け部が設けられており、パイプ形状品の端面と受け部の当接面がレーザー溶着により接合される溶着部となることを特徴とする。
【００４０】
このソケット部位に関しても、円筒状ソケット部位の内面とパイプ形状品の外周面の平面どうしの当接面にレーザーを照射して溶融部とすると、溶融部の周囲の非溶融部が溶融部に圧力が作用することを阻害する。これに対して、本発明の好ましいソケット部位では、パイプ形状品の端面がソケット部位の内側に設けられた受け部に当接してその当接面にレーザー光を照射してレーザー溶着部にするので、パイプ形状品の端部が加圧方向に延びる断面形状を有していることから、パイプ形状品を押す外圧が受け部との接合部が溶融する間に接合部に対して圧力として作用し続けることにより、より高い接合強度の実現を可能にする。
【００４１】
ここでも、加圧が作用するとは、レーザー照射を受け溶融した接合対象部位が接触した状態で、その溶融部分に圧力がかかるということであり、この加圧されたときに押し込まれる溶融部領域を溶着しろという。本発明の好ましいサドル形部材のソケット部位では、パイプ形状品とソケット部位のレーザー溶着時に、レーザー溶着対象部位がレーザー照射によって溶融し、レーザー照射終了後に冷却し凝固固化終了するまでにわたってレーザー溶着対象部位に加圧が作用することで、接着強度が高められる。
【００４２】
加圧の大きさは、界面にスのない良好な溶融層が観察される量であればよく、限定されないが、一般的には溶着面に垂直分力で０．５〜５ＭＰａ程度でよい。必要以上に加圧が高すぎると、固化時残留応力となるので、ス（欠陥）が発生しなければ低くすることが望ましい。
【００４３】
サドル形部材のサドル本体の両脚縁部には外側への突出部を設けて、該突出部を利用してサドル形部材にパイプ形状品の中心方向に締め付け圧力をかけて、サドル形部材のサドル溶着リブとパイプ形状品の間に圧力を作用させることを可能にすることが好ましい。サドル形部材にパイプ形状品を収容した後、パイプ形状品をサドル形部材に向かって押圧することができるが、サドル本体の脚縁部に突出部を設けることで、該突出部にバネなどを取り付けて、サドル本体をパイプ形状品の半径方向に締め付けるような力を作用させることができる。サドル本体のサドル溶着リブを形成した領域と突出部の間に薄肉部を設けて、上記の締め付け力を加え易くすることができる。
【００４４】
受け部の突出高さは、パイプ形状品の端面が十分に当接する高さであることが好ましい。パイプ形状品の端面が十分に当接すれば接合には十分であり、それ以上受け部の高さがあると、限定するわけではないが、接合したパイプの内径より突出するので好ましくない。
【００４５】
受け部のパイプ形状品の端面との当接面は継手内面に対して傾斜していることが好ましい。受け部の当接面に傾斜がなくてもレーザー光の照射方法を工夫すればレーザー溶着は可能であるが、受け部の当接面がパイプ形状品の端面に対して傾斜していると、継手とパイプの中心軸合わせ（芯出し）が容易になる、両者の当接面にレーザー光を照射し易くなる、継手とパイプの初期端面合わせが容易にされる（溶着面間に隙間が少なくできる）、溶着時に溶融樹脂がパイプ内部側へ出ること、溶着バリの出を少なくできる、などの効果があり、９０度の場合より安定した溶着を可能にするので好ましい。傾斜の角度（継手内面に対し垂直壁面を０度として、受け部が台形的に末広がり断面になる方向の傾斜面をプラスの傾斜角、逆台形的断面方向の傾斜面をマイナスの傾斜角として表す）は、特に限定されないが、±約４５度が圧力とレーザー照射し易さと接合面積のバランス上好ましく、また薄肉パイプの場合接合面積を大きくするために傾斜角を±どちらかの方向により大きくすることが好ましいが、一般的には±約３０〜６０度の範囲内が好ましい。
【００４６】
パイプ形状品の端面にも、受け部の傾斜面に対応する傾斜を付けることが好ましい。この場合、受け部の傾斜とパイプ形状品の端面の傾斜は同じ角度でも良いが、若干異なってもよく、溶融、加圧、固化の間の溶着代の間に互いの傾斜面の溶融樹脂が接触し、接合すればよい。しかし、パイプ形状品の端面は、傾斜がなくても先端が溶融していくことで受け部と同じ傾斜の端面が形成され、またパイプが薄い場合などは傾斜は付けない方がよい場合もある。
【００４７】
受け部の突出部頂面の内径は、限定されないが、接合すべきパイプ形状品の内径と同じであることが好ましい。受け部を構成する部位は挿入されるパイプ形状品の外径より大きい内径の部分から小さい内径の部分へ移行する部位として形成されるが、その小さい内径を有する部分が軸線方向に延在する長さは、少なくともパイプ形状品の端部を加圧しながら溶着する際に溶融せずに残る部分がパイプ形状品の端部からの圧力に耐えうる剛性を付与するために必要な長さがあればよく、したがって、受け部はパイプ形状品が挿入される側と反対側で内径が再び大きくなる溶着リブ形状でもよいが、ソケット部位がサドル本体に接するところまで任意の長さでパイプ形状品の内径と同じ内径であることができ、ソケット部位がサドル本体に接するところまで全部がパイプ形状品の内径と同じ内径であることができ、これはＴ字継手の場合には好ましい１態様である。
【００４８】
また、本発明のサドル形部材のソケット部位は、もう1つの好ましい態様において、パイプ形状品をレーザー溶着により接合するためのソケット部位であって、レーザー光を透過する樹脂部材からなり、パイプ形状品が挿入されるソケット部位の内側に、挿入されるパイプ形状品の外周面に当接するソケット溶着リブが設けられており、パイプ形状品の外周面とソケット溶着リブの端面の当接面がレーザー溶着により接合される溶着部となることを特徴とするソケット部位であることを特徴とする。
【００４９】
受け部による溶着によりソケット部位とパイプ形状品の間の気密性、液密性は達成できるが、さらに第２の溶着部を設けることにより３次元方向の引張応力や剪断応力にも耐えうる優れた溶着強度が得られるので、上記ソケット溶着リブによる第２の溶着部を形成することが好ましい。
【００５０】
さらに、本発明のサドル形部材のソケット部位は、もう1つの好ましい態様において、パイプ形状品をレーザー溶着により接合するためのソケット部位であって、レーザー光を透過する樹脂部材からなり、パイプ形状品が挿入されるソケット部位の内側に、パイプ形状品の端面と当接する受け部が設けられており、パイプ形状品の端面と受け部の当接面がレーザー溶着により接合される第１の溶着部を形成するとともに、
前記受け部とソケット部位の端部との間の内面に、挿入されるパイプ形状品の外周面に当接するソケット溶着リブが設けられており、パイプ形状品の外周面とソケット溶着リブの端面の当接面がレーザー溶着により接合される第２の溶着部を形成する形状であることを特徴とする。
【００５１】
以下では、受け部に加えてソケット溶着リブを有するソケット部位を好ましいソケット部位として説明するが、受け部を有することなく、ソケット溶着リブだけを有するソケット部位も有効であり、本発明の１態様である。その場合、本発明のソケット部位は、パイプ形状品をレーザー溶着により接合するためのソケット部位であって、レーザー光を透過する樹脂部材からなり、パイプ形状品が挿入されるソケット部位の内側に、挿入されるパイプ形状品の外周面に当接するソケット溶着リブが設けられており、パイプ形状品の外周面とソケット溶着リブの端面の当接面がレーザー溶着により接合される溶着部となることを特徴とするソケット部位である。
【００５２】
本発明の上記の好ましい態様によれば、円筒状のソケット部位の内側をパイプ形状品の外周面とレーザー接合する接合部についても、平面どうしの接合ではなく、ソケット部位の内側に突起状にパイプ形状品の外周面に向かって伸びるソケット溶着リブを設けることで、パイプ形状品の外周面に向かって伸びるソケット溶着リブとパイプ形状品の外周面との当接面が接合部とされて、接合部の溶融時にソケット部位のソケット溶着リブがパイプ形状品の外周面に向かって加圧されることが可能にされるので、ソケット部位の内側とパイプ形状品の外周面との接合強度を向上させることが可能になる。
【００５３】
ソケット溶着リブは、挿入されるパイプ形状品の外周面に当接すればよく、受け部が存在する場合には、ソケット溶着リブはパイプ形状品の全周である必要はないが、パイプ形状品の全周上に延在していることが好ましいことはいうまでもない。通常は横断面に沿う円形である。受け部が存在しない場合にはソケット溶着リブはパイプ形状品の全周に存在する必要がある。ソケット溶着リブは１個に限らず、２個以上でもよい。
【００５４】
ソケット溶着リブの形状は、サドル溶着リブと同様であることができ、断面形状が矩形でもよいが、断面が台形であると、初期溶着がし易くなり、安定した溶着ができるので好ましい。断面の台形の裾角は４５〜９０度（９０度はソケット部位の内面に対して垂直な壁面をいう。）が好ましい。
【００５５】
この態様のソケット部位においてソケット部位の端面からソケット溶着リブに向かってスリットが設けられていることが好ましい。このようなスリットを設けることで、ソケット部位のスリットの間の部分をパイプ形状品の外周面に向かって絞って押圧することで、ソケット部位のソケット溶着リブをパイプ形状品外周面に対して加圧することが容易になる。スリットの数は限定されない。
【００５６】
さらに、ソケット溶着リブとソケット部位の端部との間に薄肉部が設けられていることが好ましい。このような薄肉部が設けられることで、ソケット部位のスリットの間の部分をパイプ形状品外周面に対して絞り易くなり、上記の加圧をより容易に行なうことが可能になる。
【００５７】
本発明においてソケット部位は、パイプ形状品をレーザー溶着するために上記のような受け部及び／又はソケット溶着リブを有することを特徴とするソケット部位であるが、このソケット部位はＴ字継手に限定されるものではなく、サドル本体の上方に二個以上のパイプソケット部位であってもよい。また、パイプ形状品とのソケット部位のすべてにおいて受け部及び／又はソケット溶着リブを有することができるが、その一部は異なる結合方法を用いるものであってもよい。
【００５８】
本発明のサドル形部材をパイプ補修部材として使用する場合には、たとえば、図６に示すように、サドル形部材が上記のサドル本体のみからなり、サドル本体の上部に上述のソケット部位が存在しない形状であればよい。サドル本体およびその内面に設ける溶着リブ（サドル溶着リブ）については、ソケット部位が存在しないことを除けば、上述と同様であることができる。
【００５９】
本発明のサドル形部材をパイプ形状品の外周面にレーザー溶着する方法は、上記のサドル溶着リブを有するサドル形部材を用いてパイプ形状品の外周面の所定の一部を覆い、サドル形部材の内側のサドル溶着リブをパイプ形状品の外周面に当接させ、サドル形部材側からレーザー光を照射して両者をレーザー溶着すればよく、特に当接面が加圧されるようにしながらレーザー溶着するが、本発明の継手を用いたレーザー溶着方法として、下記の方法を採用することが好ましい。
【００６０】
すなわち、上記のサドル溶着リブを有するサドル形部材の本体を用いてパイプ形状品の外周面の所定の一部を覆い、サドル形部材の内側面のサドル溶着リブをパイプ形状品の外周面に当接させ、サドル形部材側からレーザー光を照射して両者をレーザー溶着するに際し、溶着部となるサドル溶着リブとパイプ形状品の外周面の当接面にサドル溶着リブの幅（レーザー光の照射方向の投影幅をいう。）の１１０〜５００％の幅のレーザー光を照射すること、レーザー照射開始から接合面の樹脂が加熱溶融して固化が完了するまでの間、サドル形部材の外周からパイプ形状品の中心方向に締め付け圧力をかけて、サドル溶着リブとパイプ形状品の外周面の間に圧力を作用させること、およびレーザー溶着の間、サドル形部材のサドル溶着リブの先端面全面が、パイプ形状品の外周面に押圧されて接触することを特徴とする継手とパイプ形状品のレーザー溶着方法である。
【００６１】
この方法の第１の特徴は、本発明のサドル形部材の形状の特徴を生かすために、レーザー照射開始から接合面の樹脂が加熱溶融して固化が完了するまでの間、サドル形部材のサドル溶着リブをパイプ形状品の中心方向に向かって締め付ける力を加えて加圧し、サドル溶着リブとパイプ形状品の外周面の間に圧力を作用させること、およびレーザー溶着の間、サドル溶着リブ端面全面がパイプ形状品の外周面に押圧されて接触することにある。本発明のサドル形部材の形状の特徴は、サドル形部材とパイプ形状品との接合部がレーザーで溶融される間両者が加圧され続けることを可能にする形状にあるので、そのように加圧されることである。
【００６２】
この方法の第２の特徴は、溶着部となるサドル溶着リブとパイプ形状品の外周面の当接面に当接部の幅（レーザー光の照射方向の投影幅をいう。）の１１０〜５００％、好ましくは１２０〜３００％の幅のレーザー光を照射することである。
【００６３】
従来、レーザー光の強度が低いと溶着強度が不足し、溶着強度を上げようとしてレーザー光の強度を上げると、接合溶着対象部位にス、ボイドなどの溶着欠陥が発生する場合があるという問題があった。本発明者は、この原因を追究した結果、スキャンされるレーザー光のエネルギー強度がビームの周辺部で低く中心部で高くなるため、溶着部の周辺部における溶着強度を上げようとしてレーザー光のエネルギー強度を上げると、ビームの中心部ではエネルギー強度が高くなりすぎるために樹脂が昇華したり分解することが原因の１つであることを見出した。また、従来はレーザー光の照射幅は接合溶着させようとする部材において結果として溶着される部分と同じ幅となっていたり、レーザー光の照射幅は突起を持った場合は樹脂部材の接合溶着対象部位の幅に合わせていたが、本発明の好ましい方法によりレーザー光の照射幅を樹脂部材の接合溶着対象部位の幅より大きくすることで、樹脂の接合溶着対象部位の周辺部で樹脂を溶融しかつ中心部でも樹脂が昇華あるいは分解しないようなマイルドな温度分布にすることができ、しかも本発明により溶着部を確実に加圧することで、ス、ボイドなどの溶着欠陥を防止できることを見出した。
【００６４】
レーザー光のスキャンしたときのエネルギー分布は一般に直径方向に正規分布であるが、中心部のエネルギーが周辺部に比べて非常に高い特徴を有するので、周辺部と中心部とのエネルギーの差を小さくする工夫をしたレーザー光を使用することもできる。
【００６５】
いずれにしても、本発明の好ましい方法によれば、レーザー光の照射幅をサドル形部材のサドル溶着リブとパイプ形状品の外周面との当接部の幅（レーザー光の照射方向の投影幅をいう。）より大きくするが、そのレーザー光の照射幅は両者の当接部の幅の１１０〜５００％が好ましく、より好ましくは１２０〜３００％である。溶着部が照射するレーザー光の中央部に位置するようにレーザー光を照射することが好ましい。
【００６６】
本発明においてサドル形部材のソケット部位とパイプ形状品をレーザー溶着する方法は、ソケット部位にパイプ形状品を挿入し、ソケット部位側から、受け部とパイプ形状品の端面との当接面および／またはソケット溶着リブとパイプ形状品の当接面に、レーザー光を照射して両者を溶着すればよく、特に当接面が加圧されるようにしながらレーザー溶着するが、本発明の継手を用いたレーザー溶着方法として、下記の方法を採用することが好ましい。
【００６７】
１つの好ましい方法は、上記ソケット溶着リブを有するソケット部位にパイプ形状品を挿入し、ソケット部位側からレーザー光を照射して両者をレーザー溶着するに際し、溶着部となるソケット部位の受け部とパイプ形状品の端面の当接面に当接部の幅（レーザー光の照射方向の投影幅をいう。）の１１０〜５００％の幅のレーザー光を照射すること、レーザー照射開始から接合面の樹脂が加熱溶融して固化が完了するまでの間、パイプ形状品を受け部に向かって軸方向に加圧し、ソケット部位の受け部とパイプ形状品の端面の間に圧力を作用させること、およびレーザー溶着の間、パイプ形状品の端面全面が、ソケット部位の受け部に押圧されて接触することを特徴とするソケット部位とパイプ形状品のレーザー溶着方法である。
【００６８】
この方法の特徴及び具体的な説明は、先に本発明の好ましい態様であるサドル形部材とパイプ形状品とのレーザー溶着方法について述べたと同様である。強いて違いを言えば、溶着部の加圧はパイプ形状品をソケット部位の受け部に向かって押圧することで適用すること、レーザー光はソケット部位の受け部とパイプ形状品の端面の当接部に対してソケット部位側（上記押圧方向に対してたとえば垂直方向）から照射することなどであるが、ソケット部位の受け部とパイプ形状品の端面の形状等については既に説明した。
【００６９】
第２の好ましい方法は、上記ソケット溶着リブを有するソケット部位にパイプ形状品を挿入し、ソケット部位側からレーザー光を照射して両者をレーザー溶着するに際し、溶着部となるソケット部位のソケット溶着リブとパイプ形状品の外周面の当接面にソケット溶着リブの幅（レーザー光の照射方向の投影幅をいう。）の１１０〜５００％の幅のレーザー光を照射すること、レーザー照射開始から接合面の樹脂が加熱溶融して固化が完了するまでの間、ソケット部位の外周からパイプ形状品の中心方向に締め付け圧力をかけて、ソケット溶着リブとパイプ形状品の外周面の間に圧力を作用させること、およびレーザー溶着の間、ソケット溶着リブの先端面全面がパイプ形状品の外周面に押圧されて接触することを特徴とするソケット部位とパイプ形状品のレーザー溶着方法である。
【００７０】
この第２の好ましい方法についても、本発明の好ましい態様であるサドル形部材とパイプ形状品とのレーザー溶着方法について先に述べたことが妥当する。
【００７１】
図面を参照して説明する。図１〜図３は、本発明のサドル形部材の例としてパイプ形状品の枝付継手を説明するために、Ｔ字継手の１例を示すものである。このＴ字継手１０は、パイプ３１の途中から分岐パイプ３２を形成するため、あるいは別のパイプ３２をパイプ３１の途中に接続するために用いるものである。
【００７２】
図１ではＴ字継手１０はパイプ３１の途中にパイプ３２を接合している。Ｔ字継手１０は、サドル本体１１がパイプ３１の外周面の開口部を有する一部をサドル状に覆い、サドル溶着リブ線１３ａに沿ってパイプ３１の外周面に対してレーザー溶着される。また、パイプ端面ソケット部位２１にパイプ３２の端部が挿入されて、受け部線２２ａ及びソケット溶着リブ線２４ａに沿ってレーザー溶着される。Ｔ字継手１０とパイプ３１及び３２の間には、サドル溶着リブ線１３ａ、受け部線２２ａ及びソケット溶着リブ線２４ａに沿って溶着リブ又は受け部が存在し、この部分でＴ字継手１０とパイプ３１及び３２がレーザー溶着される。図２ではサドル本体１１の内面のサドル溶着リブ１３が僅かに見られる。溶着リブ線１３ａはこのサドル溶着リブ１３の中心線に対応するケガキ線である。同様に、受け部線２２ａ及びソケット溶着リブ線２４ａはパイプ端面ソケット部位の内面に存在する受け部及びソケット溶着リブの中心線に対応するケガキ線である。
【００７３】
図３に、図１のＴ字継手のソケット部位２１の縦断面、パイプ３１の横断面を示す。パイプ３１に対してサドル本体１１が跨るように置かれて、サドル本体１１の内面に存在するサドル溶着リブ１３がパイプ３１の外周面に対して押圧Ｐ１されながらサドル溶着リブ１３に沿ってレーザー光Ｌ１を走査して溶着される。溶着部の樹脂は溶融された後レーザー光が去ると冷却されて固化する。サドル本体１１のサドル溶着リブ１３はパイプ３１の外周面に向かって延在する形状（たとえば、台形断面形状）を有するので、溶融時にサドル本体１を１パイプ３２に向かって半径方向に締め付ければ当接部が加圧されて、溶着の間、サドル本体１１がパイプ３１に対して確実に溶着部が加圧される。
【００７４】
また、ソケット部位２１にはパイプ３２（好ましくは４５度で傾斜した端面を有する）が挿入されて、ソケット部位２１の内面に対して突出し好ましくは４５度で傾斜した受け部２２に対してパイプ３２の端面が押圧Ｐ２されながら受け部２２に沿ってレーザー光Ｌ２を走査して溶着される。パイプ３２の先端部は受け部２２に向かって延在する形状を有するので、溶融時にパイプ３２を受け部２２に向かって軸方向に加圧すれば、溶着の間、パイプ３２は受け部２２に対して確実に溶着部が加圧される。
また、ソケット部位２１の内側に設けたソケット溶着リブ２４がパイプ３２の外周面に対して押圧Ｐ３されながらソケット溶着リブ２４に沿ってレーザー光Ｌ３を走査して溶着されている。ソケット部位２１のソケット溶着リブ２４はパイプ３２の外周面に向かって延在する形状を有するので、溶融時にソケット部位２１をパイプ３２に向かって半径方向に締め付ければ当接部が加圧されて、溶着の間、ソケット溶着リブ２４がパイプ３２の外周面に対して確実に溶着部が加圧される。
【００７５】
ソケット部位の溶着部は受け部及び／又はソケット溶着リブのいずれか一方だけでも気密性、液密性は達成できるが、両方の溶着部を設けることにより３次元方向の引張応力や剪断応力にも耐えうる優れた溶着強度が得られる。
【００７６】
図４〜５にサドル形部材の変形例を示す。
図４は、サドル形部材の本体３１が半円筒体ではなく、パイプの全周を覆う円筒体形状の枝付継手を示す。図４（Ａ）（Ｂ）では、サドル本体の円筒体の半分を成すサドル脚部３１Ａは、薄肉部３１Ｂを有することで屈曲性を付与されて延長脚部３１Ｃを有するのでパイプ（図示せず）の全周を包むことができる。薄肉部３１Ｂはサドル形部材の製造も容易にする。このような全円筒状のサドルの両脚端縁には突起部３１Ｄが設けられているので、この突起部３１Ｄどうしを締付具３２で締め付けることで、サドル形部材の本体（サドル形部分）３１はパイプ形状品に対して半径方向に締め付け力が作用される。
図４（Ａ）および（Ｂ）の相違は、（Ａ）ではサドル形部材の本体３１の脚部３１（３１Ａ、３１Ｂ）が左右対称であるが、（Ｂ）ではサドル形部材の本体３１の脚部３１において薄肉部３１Ｃが一箇所であり、両脚端縁には突起部３１Ｄが真下ではなく右側に設けられていることである。
【００７７】
サドル形部材の本体３１の内側には、サドル溶着リブ３２が設けられている。このサドル溶着リブ３２は図１〜３で説明したと同様であることができ、これにより本発明の有利なレーザー溶着が可能にされる。
【００７８】
なお、図４に示すようなパイプ全周を締め付ける方法は、従来のレーザー溶着方法において接合強度が不足するために必要とされていたものであり、本発明でも採用できる。しかし、本発明のサドル形部材では、サドル本体の脚部は図１〜３に示したように略半円筒体状にすることができるので、その方が好ましい。
【００７９】
図１〜４では枝付継手の例としてＴ字継手の例を示したが、図５に別の枝付継手の例を示す。図５はサドル部位の横断面、ソケット部位の縦断面を示す断面図である。
図５において、サドル本体１１およびサドル溶着リブ１３は図１〜３で説明したと同様である。しかし、サドル形部材の本体１１の上部には、ソケット部位３４および３５ならびに穴あけ用部位３６が設けられている。ソケット部位３４および３５も、限定するわけではないが、図１〜３で説明したと同様のソケット部位であることができる。
【００８０】
穴あけ用部位３６を設けることは必須ではないが、ソケット形部材の本体１１をパイプ形状品に溶着した後、穴あけ用部位３６からカッター３６Ａを挿入してパイプ形状品に枝付継手と接続すべき部位に所定の開口を形成するために使用することができるものである。穴あけ用部位３６の端部は封止３６Ｂされる。
【００８１】
このように、枝付継手の場合のサドル本体の上部に形成されるソケット部位はその数、配置、形状など、各種の変形が可能である。また、サドル本体の上部に形成される部位としてソケット部位のほかの部位が形成されてもよいく、たとえば、別のサドル部位を形成することもできる。
【００８２】
さらに、本発明のサドル形部材は、パイプ形状品の枝付継手としてのみならず、パイプ形状品の破損部の開口を補修する目的でも使用できる。たとえば、図６に示すように、サドル形部材１０’は、サドル本体１１’が図２のサドル形部材１０と同様の形状をしているが、略半円筒体の形状であり、上部にソケット部位を有していない。したがって、このサドル形部材１０’をパイプ（図示せず）の破裂、亀裂等で生じた開口を包囲するように、パイプの外周面にレーザー溶着することで、パイプの破損部を修復することができる。
【００８３】
本発明におけるサドル形部材は、レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなる。
レーザー光に対して透過性を有する樹脂としては、熱可塑性を有し、パイプ形状品用継手に成形可能で、レーザー光に対して透過性を示すものであれば特に限定されない。例えば、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、あるいはエチレン、プロピレンなどの共重合体などのポリオレフィン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリメチルメタクリレート、あるいはスチレン、塩化ビニル、メチルメタクリレート、塩化ビニリデンなどの共重合体、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエステル、ポリエーテル、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルフォン、ポリイミドなどの縮合系のエンジニアリングプラスチック等の樹脂を挙げることができる。なお、必要に応じて、ガラス繊維やカーボン繊維等の補強繊維を添加したものを用いてもよい。
【００８４】
ここで、レーザー光に対して透過性を有するとは、たとえば一部のレーザー光の吸収があっても、残りのレーザー光が透過し、その部分の樹脂が溶融しない透過性をいう。
【００８５】
特に、耐薬品性・靭性が必要な自動車用パイプや可燃性ガス供給および／又は輸送用パイプ用などの継手には、ポリアミド樹脂または、ポリアミド樹脂を主成分とするポリアミド樹脂組成物が好適に用いられる。
【００８６】
前記ポリアミド樹脂としては、ジアミンと二塩基酸とからなるか、またはラクタムもしくはアミノカルボン酸からなるか、またはこれらの２種以上の共重合体からなるものが挙げられる。
【００８７】
ジアミンとしては、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン等の脂肪族ジアミンや、メタキシリレンジアミン等の芳香族・環状構造を有するジアミンが挙げられる。
【００８８】
ジカルボン酸としては、アジピン酸、ヘプタンジカルボン酸、オクタンジカルボン酸、ノナンジカルボン酸、ウンデカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸等の脂肪族ジアミンやテレフタル酸、イソフタル酸等の芳香族・環状構造を有するジカルボン酸が挙げられる。
【００８９】
ラクタムとしては、炭素数６〜１２のラクタム類であり、また、アミノカルボン酸としては炭素数６〜１２のアミノカルボン酸である。６−アミノカプロン酸、７−アミノヘプタン酸、１１−アミノウンデカン酸、１２−アミノドデカン酸、α−ピロリドン、ε−カプロラクタム、ω−ラウロラクタム、ε−エナントラクタム等が挙げられる。
【００９０】
特に、パイプ用継手としては、加工温度範囲が広く、熱的に安定な押出加工性に優れた材料が好ましく、ポリアミド６、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド６１０、ポリアミド６１２などの比較的融点の低いホモポリマーや、ポリアミド６／６６、ポリアミド６／１２、ポリアミド１１／１２などのコポリマーが好適に使用される。特に粘度や吸水性の点でポリアミド１１、ポリアミド１２が望ましい。
【００９１】
また、上記ポリアミド樹脂は、他のポリアミド樹脂またはその他のポリマーとの混合物であってもよい。混合物中のポリアミド樹脂の含有率は、５０重量％以上が好ましい。
【００９２】
混合するポリアミド樹脂としては、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド６１０、ポリアミド６１２、ポリアミド９１２、ポリアミド１０１０、ポリアミド１２１２、ポリアミド６／６６共重合、ポリアミド６／１２共重合、ポリアミド１１／１２共重合等を挙げることができる。また、その他のポリマーとしては、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂、ポリフェニレンオキサイド、ポリカーボネ−ト、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等を挙げることができる。
【００９３】
上記樹脂には、無機または有機充填材、耐熱剤、耐候剤、結晶核剤、結晶化促進剤、離型剤、滑剤、帯電防止剤、難燃剤、難燃助剤等の機能性付与剤を添加してもよい。
【００９４】
また、上記樹脂にレーザー光に対して透過性を示す着色材を添加してもよい。例えば、アンスラキノン系染料、ペリレン系、ペリノン系、複素環系、ジスアゾ系、モノアゾ系等の有機系染料をあげることができる。また、これらの染料を混合させて用いてもよい。
【００９５】
本発明において用いられるパイプ形状品は、レーザー光に対して透過性又は吸収性を有する樹脂部材からなる。
少なくともパイプ形状品がレーザー光に対して透過性の樹脂部材からなる場合には、継手とパイプ形状品の間にレーザー光に対して吸収性の樹脂部材を介在させる。前記したレーザー光に対して吸収性の樹脂部材は、樹脂と樹脂に分散したレーザー光に対して吸収性を有する添加剤とからなる。
【００９６】
ここで、レーザー光に対して吸収性とは、レーザー光を受けた部分がレーザー光を吸収し、その部分が溶融するような吸収性をいう。
【００９７】
パイプ形状品に用いられる樹脂としては、熱可塑性を有し、ガスパイプ等のパイプ形状品に成形可能であれば特に限定されない。例えば、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、あるいはエチレン、プロピレンなどの共重合体などのポリオレフィン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリメチルメタクリレート、あるいはスチレン、塩化ビニル、メチルメタクリレート、塩化ビニリデンなどの共重合体、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエステル、ポリエーテル、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルフォン、ポリイミドなどの縮合系のエンジニアリングプラスチック等の樹脂に、レーザー光に対して吸収性を有する着色材を混入したものを挙げることができる。なお、必要に応じて、ガラス繊維やカーボン繊維等の補強繊維を添加したものを用いてもよい。具体的には、前記サドル形部材との接着性を考慮して、前記サドル形部材に用いられる樹脂と同種の樹脂を用いることが好ましい。
【００９８】
また、上記以外の成分、たとえば、無機または有機充填剤、耐熱剤、耐候剤、結晶核剤、結晶化促進剤、離型剤、滑剤、帯電防止剤、難燃剤、難燃助剤等の機能性付与剤を添加してもよい。
【００９９】
また、レーザー光に対して吸収性を有する添加剤としてはそのような性質を有するものであればどのようなものでも利用可能であるが、具体的には、カーボンブラック、複合酸化物系顔料等の無機系着色材、フタロシアニン系顔料、ポリメチン系顔料等の有機系着色材が用いられる。
【０１００】
パイプ形状品がレーザー光に対して吸収性の樹脂部材からなる場合は、照射されるレーザー光に対して好ましくは１０％以下、より好ましくは５％以下の透過率を有することが望ましい。透過率が１０％を超えて大きくなると、照射されたレーザー光が透過することによりパイプ形状品に吸収されるレーザー光のエネルギーが減少するとともに、レーザー光のエネルギーのロスが生じるようになるためである。
【０１０１】
本発明においては、サドル形部材とパイプ形状品の間に第三部材を介在させることができる。
パイプ形状品がレーザー光に対して透過性の樹脂部材からなる場合には、第三部材は、レーザー光に対して吸収性とする。この場合、第三部材は、レーザー光に対して吸収性の添加剤を含有していればよく、樹脂と樹脂に分散したレーザー光に対して吸収性の添加剤とからなっていてもよい。パイプ形状品がレーザー光に対して吸収性の場合には、第三部材は、樹脂および／又はレーザー光に対して吸収性の添加剤とからなる。
【０１０２】
第三部材が樹脂を含む場合、樹脂は、サドル形部材及び／又はパイプ形状品と同じ樹脂を用いるか、サドル形部材及びパイプ形状品と相溶性を有する樹脂を用いる。
なお、サドル形部材又はパイプ形状品と相溶性を有するとは、第三部材の樹脂とサドル形部材又はパイプ形状品の樹脂の溶解度パラメーターの差が小さい、具体的には、１．４以下、好ましくは、１．２以下、より好ましくは、１．０以下であり、両者の分子鎖が混ざり合うことが可能であることをいう。
【０１０３】
ここで溶解度パラメーター（Ｓｐ）値はＦｅｄｏｒｓの方法（Ｒ．Ｆ．Ｆｅｄｏｒｓ，Ｐｏｌｙ．Ｅｎｇ．ａｎｄ Ｓｃｉ．，１４（２），１４７（１９７４）などの文献を参照）によりポリマーの骨格より算出される。
【０１０４】
第三部材の形状としては、フィルム、シート、塗膜、粉末又はペーストとすることができる。サドル形部材とパイプ形状品の間に第三部材を介在させる方法としては、塗料を塗布する場合や、フィルムやシートを挟み込む方法などを採用できる。塗布する場合、サドル形部材及びパイプ形状品の片方でも両方でも良い。また、フィルムやシートを挟み込む場合、単純に挟み込むこともできるが、継手又はパイプ形状品にあらかじめインサート成形や二色成形により貼り付けても良い。
【０１０５】
第三部材の厚みは、工法や吸収性を有する添加剤の濃度により変わるが、通常１〜２０００μｍ、好ましくは、５〜１０００μｍである。第三部材の厚みが２０００μｍを超えると、第三部材の全体を加熱溶融させることが著しく困難となり、またたとえ第三部材の全体を加熱溶融させることができたとしても、レーザー光の照射時間等、エネルギー的に非効率となる。一方、第三部材の厚みが１μｍ未満になると、第三部材を介してサドル形部材及びパイプ形状品を接合させるという第三部材本来の作用効果を期待できなくなるので好ましくない。
【０１０６】
また、第三部材には、無機または有機充填剤、耐熱剤、耐候剤、結晶核剤、結晶化促進剤、離型剤、滑剤、帯電防止剤、難燃剤、難燃助剤等の機能性付与剤を添加してもよい。
【０１０７】
第三部材におけるレーザー光に対して吸収性を有する添加剤としては、カーボンブラック、複合酸化物系顔料等の無機系着色材、フタロシアニン系顔料、ポリメチン系顔料等の有機系着色材が用いられる。
【０１０８】
第三部材が樹脂とレーザー光に対して吸収性の添加剤からなる場合は、照射されるレーザー光に対して好ましくは１０％以下、より好ましくは５％以下の透過率を有することが望ましい。透過率が１０％を超えて大きくなると、照射されたレーザー光が透過することにより第三部材に吸収されるレーザー光のエネルギーが減少するとともに、レーザー光のエネルギーのロスが生じるようになるためである。
【０１０９】
本発明のレーザー溶着法によってパイプ形状品とサドル形部材を接合することにより、より高い接合強度を実現できる効果を得ることができるが、レーザー溶着法自体によれば、垂れとコストの問題、さらに薄肉パイプの融着の困難性を解決できる効果を有する。特に、樹脂がＰＥの場合には高分子量で高粘度の材料が製造しやすため、垂れが発生しにくいが、ＰＡの場合は、工業的に粘度上昇に限界があり、また吸水による更なる粘度低下の問題もあり、垂れが発生しやすいので、このレーザー溶着法が適している。
【０１１０】
レーザー溶着に用いられるレーザー光としては、ガラス：ネオジム3+レーザー、ＹＡＧ：ネオジム3+レーザー、ルビーレーザー、ヘリウム−ネオンレーザー、クリプトンレーザー、アルゴンレーザー、Ｈ2レーザー、Ｎ2レーザー、半導体レーザー等のレーザー光をあげることができる。より好ましいレーザーとしては、半導体レーザーである。
【０１１１】
レーザー光の波長は、接合される樹脂材料により異なるため一概に決定できないが、４００ｎｍ以上であることが好ましい。波長が４００ｎｍより短いと、樹脂が著しく劣化する。
【０１１２】
また、レーザー光の照射量は下記の式で表され、走査速度とレーザー光の出力により調整できる。レーザー光の照射量が低いと樹脂材料の接合面を互いに溶融させることが困難となり、照射量が高いと樹脂材料が蒸発したり、変質し強度が低下する問題が生じるようになる。
【０１１３】
レーザー照射量（Ｊ/ｍｍ）＝レーザー出力（Ｗ）／走査速度（ｍｍ／ｓｅｃ）
【０１１４】
本発明は、自動車用燃料パイプ、自動車用エアブレーキパイプ、薬液輸送パイプ、可燃性ガス供給または輸送パイプ等に適用することができる。
【実施例】
【０１１５】
以下、実施例を用いて本発明を説明する。以下の実施例および比較例では本発明の効果を確認するために比較的簡単な構造のＴ字継手を作製したが、本発明のサドル形部材はこれに限定されない。
実施例１
本発明のサドル形部材の実施例として作製したＴ字継手を図７〜図８に示す。図７（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、図８（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は横断面図である。以下の寸法は一例であり、本発明を限定するものではない。
【０１１６】
サドル本体１１は、外径３９．４ｍｍ、内径３３．４ｍｍ（肉厚３ｍｍ）、長さ１００ｍｍの略半円筒体状をしており、特にサドル本体１１の内面１１Ｂの横断面は半円形であり、その半円が終了する位置からサドル脚縁部が接線方向（図では真下方向）に１３．３６ｍｍ程度延びている。
【０１１７】
内面１１Ｂには、その中心部に矩形のサドル溶着リブ１３が形成されている。サドル溶着リブは、断面が頂辺２．５ｍｍで傾斜角６０度、高さ１．２ｍｍの台形をしている。ここで台形の傾斜角は台形の頂辺の延長線と台形側面の成す角度をいう。また、サドル溶着リブ１３は横断面方向に半円形に延びる２本の並行線と、半円形円筒形の軸線方向に延びる２本の並行線とからなる円筒体内面上の矩形をなしている。サドル溶着リブの横断面方向に延びる溶着リブはその頂面辺が半径１５．５ｍｍのほぼ半円を成す形状および長さであり、軸線方向に延びる溶着リブはその中心線長さが７０ｍｍである。
【０１１８】
サドル本体１１のサドル脚縁部１５は、薄肉部１５Ａを介して半径方向外側への突部（幅６ｍｍ、高さ９ｍｍ）あるいは肉厚部を形成して、たとえば、バネなどをそこの取り付けることができるようにされている。パイプ３１をサドル本体の内側に収容したとき、パイプを図７（Ｂ）の下方から上方に押圧するとともに、サドル脚縁部１５の間にバネを取り付けることでサドル本体をパイプの半径方向に締め付ける作用を加えることが可能である（図３参照）。サドル脚縁部１５の間にはバネ以外によって締め付け力を加えてもよい。
【０１１９】
サドル本体１１の上方に延びるソケット部位２１は、略円筒体状であり、その先端部からパイプ３２を挿入して、ソケット部位２１とパイプ３２とを溶着するための部位である（図１、図３参照）。
【０１２０】
ソケット部位２１は、全長がサドル本体の内面の円形断面の中心から６５ｍｍ（サドル本体の内径が１５．５ｍｍであるから、ソケット部位２１の直線長は約５０ｍｍ）である。ソケット部位２１の本体肉厚部は外径２３ｍｍ、内径１６ｍｍ（肉厚３．５ｍｍ）であり、サドル本体１１の内面１３と接するところからソケット部位２１の先端面から２６ｍｍまで延びている。
【０１２１】
ソケット部位２１の先端面から２６ｍｍの位置から、縦断面傾斜角４５度で受け部２２が形成されており、受け部２２より先端側は内径２０ｍｍの内面２３Ｂを形成している。したがって、受け部の中心線を表すためにソケット部位２１の外周面に設けたケガキ線２２ａはソケット部位２１の先端面から２５ｍｍの位置にある。
【０１２２】
この受け部２２は、基本的に、外径２２ｍｍ、内径２０ｍｍ（肉厚１ｍｍ）のパイプの端面と溶着することを想定したものである。内面２３Ｂの内径がパイプ３２の外径より小さいことで、溶着部からはみ出してくる樹脂を受け入れることが可能にされている。そして、受け部２２が図７（Ａ）、図８（Ａ）に見られるようなプラスの角度で傾斜を有することで、パイプ先端部が受け部に対して押圧する力が作用する状態で樹脂が溶融した場合、樹脂はパイプの外側へ押し出される傾向を示すので、パイプの内側への樹脂のはみ出し（バリ）の発生が防止される効果がある。受け部の傾斜のその他の効果については先に説明した。
【０１２３】
ソケット部位２１の先端面から１２ｍｍの位置から１４ｍｍの位置までは内径を１８ｍｍとするソケット溶着リブ２４が形成されている。すなわち、ソケット溶着リブ２４の中心線を示すために外周面に形成したケガキ線２４ａはソケット部位２１の先端面から１３ｍｍの位置にある。ソケット溶着リブ２４は高さ１ｍｍ、幅２ｍｍであるが、両側に６０度の傾斜面を有する台形の横断面形状をなしている。ソケット溶着リブ２４の内径は、挿入さるパイプ３２の外径とほぼ同一である。
ソケット溶着リブをパイプ３２の半径方向に締め付ける作用を加え易くするために、ソケット部位２１の先端面から１１〜１２ｍｍ程度に伸びるスリット２７が６本、円周方向に均等に６０度毎に形成されている。また、このスリット２７が形成されている先端部２５は薄肉とすることで、ソケット溶着リブをパイプ３２の半径方向に締め付ける作用を加え易くできる。ソケット部位２１の先端面の内径は２１．５ｍｍである（ソケット溶着リブ２４と接するところでは内径２０ｍｍであるから、そこから先端に向かって漸次肉厚が薄くなって弾力性を有している）。
ソケット部位２１の先端面には、形状安定性および安全性を付与するために、鍔部２６が形成されている。
【０１２４】
このサドル形部材（Ｔ字継手）１０は、レーザー透過性のポリアミド１２（宇部興産（株）製ＵＢＥＳＴＡ３０３５Ｕ）を用いて作製した。
【０１２５】
また、同じポリアミドにカーボンブラックを０．５重量％配合したものを用いて、レーザー吸収性のパイプ３１（外径３２ｍｍ、内径２９ｍｍ、肉厚１．５ｍｍ）およびパイプ３２（外径１８ｍｍ、内径１６ｍｍ、肉厚１．０ｍｍ）を作製した。パイプ３２の端面は受け部に対応するように４５°の傾斜面を形成した。
【０１２６】
このＴ字継手のサドル本体１１に予め外周面のサドル本体１１との当接面に内径１６ｍｍの穴を空けておいたパイプ３１を挿入し、サドル本体１１の内面に設けたサドル溶着リブ１３の端面をパイプ３１の外周面に当接させ、パイプ３１をサドル本体１１の方向に下から押圧するとともに、サドル脚縁部１５にバネ（図示せず）を取り付けてサドル本体１１をパイプ３１に対して半径方向に締め付ける力を作用させたものを、半導体レーザー装置にセットした。
【０１２７】
サドル溶着リブ１３の端面とパイプ３１の外周面との当接部にレーザー光Ｌ１をサドル本体１１に垂直方向から幅７ｍｍで照射しながら、照射ノズルをサドル溶着リブの中心線（ケガキ線１３ａ）に沿って移動させた。その結果、サドル溶着リブ１３の端面とパイプ３１の外周面との当接面部において、溶融、加圧、固化が生じ、Ｔ字継手のサドル本体１１とパイプ３１が強固に溶着した。なお、照射ノズルの数および走査速度はレーザー強度とあわせてパイプの全周の溶着部が同時的に溶融され加圧されるように設定することができる。
【０１２８】
次に、Ｔ字継手のソケット部位２１の先端部からパイプ３２を挿入し、パイプ３２の端面をソケット部位の受け部２２に当接させ、ソケット部位２１のソケット溶着リブ２４がパイプ３２の外周面に当接するようにしたものを半導体レーザー装置にセットした。パイプ３２の端面がソケット部位の受け部２２に加圧されるように外圧を加えながら、ソケット部位側から受け部２２がパイプ３２と当接している部分にレーザー光Ｌ２を継手に垂直方向から幅７ｍｍで照射しながら、照射ノズルをソケット部位の円周に沿って移動させた。その結果、ソケット部位の受け部２２とパイプ３１の端面との当接面部において、溶融、加圧、固化が生じ、ソケット部位２１とパイプ３２が強固に溶着した。
【０１２９】
同様に、ソケット部位２１のスリット２７で分割された部分２５を加圧してソケット溶着リブ２４をパイプ３２の外周面に対して加圧し、かつ、ソケット部位側からソケット溶着リブ２４がパイプ３２と当接している部分にレーザー光Ｌ３を幅７ｍｍで照射しながら、照射ノズルをソケット部位の円周に沿って移動させた。その結果、ソケット部位のソケット溶着リブ２４とパイプ３２との当接面部において、溶融、加圧、固化が生じ、ソケット部位２１とパイプ３２が強固に溶着した。
【０１３０】
このとき、レーザー溶着に用いられたレーザー光は、波長が９１５ｎｍ、出力が６０Ｗ、走査速度が５ｍｍ／ｓであった。
【０１３１】
こうしてレーザー溶着した２本のパイプとＴ字継手の溶着状態を評価するために、２本のパイプの３箇所の端部のそれぞれに金属製パイプを周知の継手を用いて接続し、パイプ内部に加圧水を供給して耐圧試験を行なったところ、Ｔ字継手のすべての溶着部からは水漏れは全くなく、Ｔ字継手で接続されたパイプ３１の一部が圧力に耐え切れず３．９ＭＰａで破裂した。このことから、本実施例のＴ字継手（サドル形部材）によるレーザー溶着部は、パイプ本体よりも高い耐圧強度を有していることが示された。
また、溶着部を切断して観察したが、溶着部にス、ボイド、分解などの欠陥は見られなかった。
【０１３２】
比較例１
ポリアミド１２（宇部興産（株）製ＵＢＥＳＴＡ３０３５Ｕ）を用いて、レーザー透過性のＴ字継手を作製した。サドル本体は全長１００ｍｍ、外径３７ｍｍ、内径３１ｍｍ、肉厚３ｍｍの半円筒体の形状であり、継手部は長さがサドル本体の円筒軸線（中心）から６５ｍｍであり、外径２６ｍｍ、内径２０ｍｍ、肉厚３ｍｍである。このサドル本体は受け部や溶着リブを有しないものである。
【０１３３】
また、同じポリアミドにカーボンブラックを０．５重量％配合したものを用いて、レーザー吸収性の２つのパイプ（外径３２ｍｍ、内径２９ｍｍ、肉厚１．５ｍｍ）とパイプ（外径１８ｍｍ、内径１６ｍｍ、厚み１ｍｍ）を作製した。
【０１３４】
最初に外径３２ｍｍのパイプをＴ字継手のサドル本体に挿入し、半導体レーザー装置にセットした。サドル本体とパイプとの当接面部に圧力を加えることなく、Ｔ字継手側からレーザー光を照射しながら、照射ノズルをＴ字継手の円周に沿って移動させた。その結果、Ｔ字継手のサドル本体とパイプとの当接面部において、溶融、固化が生じ、継手とパイプが強固に溶着した。
【０１３５】
このとき、レーザー溶着に用いられたレーザー光は、波長が９１５ｎｍ、出力が６０Ｗ、走査速度は５ｍｍ／ｓであった。
次いで、外径１８ｍｍのパイプをＴ字継手のソケット部位に挿入し、半導体レーザー装置にセットした。ソケット部位とパイプとの当接面部に圧力を加えることなく、Ｔ字継手側からレーザー光を照射しながら、照射ノズルをＴ字継手の円周に沿って移動させた。その結果、Ｔ字継手のソケット部位とパイプとの当接面部において、溶融、固化が生じ、Ｔ字継手とパイプが溶着した。
【０１３６】
このとき、レーザー溶着に用いられたレーザー光は、波長が９１５ｎｍ、出力が６０Ｗ、走査速度は５ｍｍ／ｓであった。
【０１３７】
このレーザー溶着したパイプとＴ字継手の接着力を実施例１と同様にして耐水圧試験を行なったところ、パイプ本体には異常が発生することなく、Ｔ字継手のレーザー溶着部から漏水が発生して、耐水圧試験を継続することができなかった。また、溶着部を切断して観察すると、溶着部にスなどの欠陥が認められた。
【０１３８】
実施例２
実施例２は、２本のパイプをポリアミド１２（宇部興産（株）製ＵＢＥＳＴＡ３０３５Ｕ）を用いて作製し、パイプの外側表面にカーボンブラック系黒色インクを塗布、乾燥して、レーザー吸収材を配置した以外、実施例１と同様である。
【０１３９】
Ｔ字継手のサドル本体１１に予め外周面のサドル本体１１との当接面に内径１６ｍｍの穴を空けておいたパイプ３１を挿入し、サドル本体１１の内面に設けたサドル溶着リブ１３の端面をパイプ３１の外周面に当接させ、パイプ３１をサドル本体１１の方向に下から押圧するとともに、サドル脚縁部１５にバネ（図示せず）を取り付けてサドル本体１１をパイプ３１に対して半径方向に締め付ける力を作用させたものを、半導体レーザー装置にセットした。
サドル溶着リブ１３の端面とパイプ３１の外周面との当接部にレーザー光Ｌ１をサドル本体１１に垂直方向から幅７ｍｍで照射しながら、照射ノズルをサドル溶着リブの中心線（ケガキ線１３ａ）に沿って移動させた。その結果、サドル溶着リブ１３の端面とパイプ３１の外周面との当接面部において、溶融、加圧、固化が生じ、Ｔ字継手のサドル本体１１とパイプ３１が強固に溶着した。
次に、Ｔ字継手のソケット部位２１の先端部からパイプ３２を挿入し、パイプ３２の端面をソケット部位の受け部２２に当接させ、ソケット部位２１のソケット溶着リブ２４がパイプ３２の外周面に当接するようにしたものを半導体レーザー装置にセットした。パイプ３２の端面がソケット部位の受け部２２に加圧されるように外圧を加えながら、ソケット部位側から受け部２２がパイプ３２と当接している部分にレーザー光Ｌ２を継手に垂直方向から幅７ｍｍで照射しながら、照射ノズルをソケット部位の円周に沿って移動させた。その結果、ソケット部位の受け部２２とパイプ３１の端面との当接面部において、溶融、加圧、固化が生じ、ソケット部位２１とパイプ３２が強固に溶着した。
同様に、ソケット部位２１のスリット２７で分割された部分２５を加圧してソケット溶着リブ２４をパイプ３２の外周面に対して加圧し、かつ、ソケット部位側からソケット溶着リブ２４がパイプ３２と当接している部分にレーザー光Ｌ３を幅７ｍｍで照射しながら、照射ノズルをソケット部位の円周に沿って移動させた。その結果、ソケット部位のソケット溶着リブ２４とパイプ３２との当接面部において、溶融、加圧、固化が生じ、ソケット部位２１とパイプ３２が強固に溶着した。
【０１４０】
このとき、レーザー溶着に用いられたレーザー光は、波長が９１５ｎｍ、出力が６０Ｗ、走査速度が５ｍｍ／ｓであった。
【０１４１】
このレーザー溶着したパイプとＴ字継手の接着力を実施例１と同様にして評価したところ、実施例１と同様に、Ｔ字継手によるレーザー溶着部はパイプ本体よりも高い耐圧強度を有していることが示された。また、溶着部を切断して観察したが、溶着部にスなどの欠陥は見られなかった。
【図面の簡単な説明】
【０１４２】
【図１】本発明のサドル形部材の代表的な例であるＴ字継手とパイプを接合する様子を示す概略図である。
【図２】図１のあるＴ字継手の概略図である。
【図３】図１のＴ字継手とパイプを接合した状態の断面図である。
【図４】本発明のサドル形部材のＴ字継手の変形例を示す断面図である。
【図５】本発明のサドル形部材として別の枝付継手を示す断面図である。
【図６】本発明のサドル形部材の別の例であるパイプ修復部材を示す概略図である。
【図７】図１のＴ字継手の平面図および正面図である。
【図８】図１のＴ字継手の縦断面図および横断面図である。
【符号の説明】
【０１４３】
１０    Ｔ字継手（サドル形部材）
１１    サドル部材の本体
１１Ｂ    サドル本体内面
１３    サドル溶着リブ
１３ａ    ケガキ線（サドル溶着リブ中心線）
１５Ａ    サドル脚薄肉部
１５    サドル脚縁部
２１    継手本体
２１Ｂ    継手本体内面
２２    受け部
２４    ソケット溶着リブ
２５    スリット間部分
２６    鍔部
２７    スリット
３１    サドル部材の本体
３１Ａ    サドル脚部
３１Ｂ    サドル脚薄肉部
３１Ｃ    サドル脚延長部
３１Ｄ    突起部
３２    カッター
３３    サドル溶着リブ
３３    締付具
３４    ソケット部位
３５    ソケット部位
３６    穴あけ用部位
【図１】
2007260937.tif 000003
【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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【図８】
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