(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、パイプ形状品が挿入される継手の内側に、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継手。上記継手にパイプ形状品を挿入し、継手側からレーザー光を照射し、上記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、パイプ形状品を受け部に向かって軸方向に加圧し、レーザー溶着の間、パイプ形状品の端面全面が、継手の受け部に押圧されて接触する、継手とパイプ形状品のレーザー溶着方法。【選択図】図２
2007260957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプ形状品をレーザー溶着により接合するための継手であって、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継手の内側に、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継手。
【請求項２】
パイプ形状品をレーザー溶着により接合するための継手であって、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継手の内側に、挿入されるパイプ形状品の外周面に当接する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継手。
【請求項３】
パイプ形状品をレーザー溶着により接合するための継手であって、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継手の内側に、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の溶着部となるとともに、
前記受け部と継手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第２の溶着部となることを特徴とする継手。
【請求項４】
継手の端部から溶着リブに向かってスリットが設けられている請求項２又は３に記載の継手。
【請求項５】
継手の端部と溶着リブとの間に薄肉部が設けられている請求項２〜４に記載の継手。
【請求項６】
受け部のパイプ形状品の端面との当接面は、継手内面に対し傾斜していることを特徴とする請求項１又は３に記載の継手。
【請求項７】
二方継手である請求項１〜６のいずれか１項に記載の継手。
【請求項８】
三方継手である請求項１〜６のいずれか１項に記載の継手。
【請求項９】
継手のパイプ形状品を挿入する部位と反対側の部位が閉鎖されて、パイプ形状品の端部を閉鎖するために用いられる請求項１〜６のいずれか１項に記載の継手。
【請求項１０】
請求項１、３〜９のいずれか１項に記載の継手にパイプ形状品を挿入し、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に際し、
継手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、継手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、継手の受け部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。
【請求項１１】
請求項２〜９に記載の継手にパイプ形状品を挿入し、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に際し、
継手の溶着リブとパイプ形状品の外周面の当接面に溶着リブの幅の１１０〜５００％の幅（レーザー光の照射方向の投影幅をいう。）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、継手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、継手の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、継手の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。
【請求項１２】
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１０又は１１に記載の継手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を溶着させるパイプ形状品のレーザー溶着用継手およびその継手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）。
【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。
【０００５】
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。
【０００６】
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)。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
【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】
【００１０】
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を継手を用いて接合する場合に適用する形状として本発明の継手およびその継手を用いたパイプ形状品を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】
【００１１】
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）パイプ形状品をレーザー溶着により接合するための継手であって、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継手の内側に、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継手。
【００１２】
（２）パイプ形状品をレーザー溶着により接合するための継手であって、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継手の内側に、挿入されるパイプ形状品の外周面に当接する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継手。
【００１３】
（３）パイプ形状品をレーザー溶着により接合するための継手であって、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継手の内側に、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の溶着部となるとともに、
前記受け部と継手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第２の溶着部となることを特徴とする継手。
【００１４】
（４）継手の端部から溶着リブに向かってスリットが設けられている上記（２）又は（３）に記載の継手。
【００１５】
（５）継手の端部と溶着リブとの間に薄肉部が設けられている上記（２）〜（４）のいずれか１項に記載の継手。
【００１６】
（６）受け部のパイプ形状品の端面との当接面は、継手内面に対し傾斜していることを特徴とする上記（１）又は（３）に記載の継手。
【００１７】
（７）二方継手である上記（１）〜（６）のいずれか１項に記載の継手。
【００１８】
（８）三方継手である上記（１）〜（６）のいずれか１項に記載の継手。
【００１９】
（９）継手のパイプ形状品を挿入する部位と反対側の部位が閉鎖されて、パイプ形状品の端部を閉鎖するために用いられる上記（１）〜（６）のいずれか１項に記載の継手。
【００２０】
（１０）上記（１）、（３）〜（９）のいずれか１項に記載の継手にパイプ形状品を挿入し、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に際し、
継手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、継手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、継手の受け部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。
【００２１】
（１１）上記（２）〜（９）のいずれか１項に記載の継手にパイプ形状品を挿入し、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に際し、
継手の溶着リブとパイプ形状品の外周面の当接面に溶着リブの幅の１１０〜５００％の幅（レーザー光の照射方向の投影幅をいう。）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、継手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、継手の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、継手の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。
【００２２】
（１２）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（１０）又は（１１）に記載の継手とパイプ形状品のレーザー溶着方法。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の継手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継手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。
【００２４】
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、継手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。
【００２５】
さらに、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、加圧が作用する受け部とパイプ形状品の端面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。
【００２６】
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】
【００２７】
本発明の継手は、パイプ形状品をレーザー溶着により接合するための継手であって、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継手の内側に、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。
【００２８】
すなわち、従来は、円筒状継手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していたために、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していた。これに対して、本発明の継手では、パイプ形状品の端面が継手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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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、それ以上突出高さがあると、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。
【００３２】
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、受け部が台形断面になる方向の傾斜面をプラスの傾斜角、逆台形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、またパイプの肉厚によっては、位置合わせと内部へのバリを考慮し、傾斜角を±どちらかの方向により大きくしてもよいが、一般的には±約３０〜６０度の範囲内が好ましい。
【００３３】
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。
【００３４】
継手の受け部が形成する突出部の長さあるいは幅は、受け部がパイプ形状品の端面と当接し、溶着時にパイプ形状品の端面から加えられる圧力を溶融部を除く残部で耐久できる強度あるいは剛性があればよく、特に限定されない。当該部位の長さを長くして、接合しようとするパイプ形状品の間の距離を長くすることもできる。しかし、通常の単純に２本のパイプ形状品を接合する目的では、受け部突出部は必要最低限であることが好ましく、特に二方継手の場合には通常受け部をリブ状に形成することが好ましい。この場合には受け部を溶着リブと称することも可能である（この溶着リブを第１溶着リブ、継手内面に設ける後述の溶着リブを第２溶着リブと称することができる）。三方継手などでは、各継手部にそれぞれ設ける受け部のそれぞれの間を結ぶ部位の内径は受け部突出部（頂面）の内径と同じにされることが好ましいと考えられる。
【００３５】
また、本発明の継手は、パイプ形状品をレーザー溶着により接合するための継手であって、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継手の内側に、挿入されるパイプ形状品の外周面に当接する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継手であることが好ましい。
【００３６】
さらに、本発明の継手は、パイプ形状品をレーザー溶着により接合するための継手であって、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継手の内側に、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、
前記受け部と継手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第２の溶着部を形成する形状であることが好ましい。
【００３７】
受け部による溶着部により継手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。
【００３８】
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溶着リブの高さの一部が残る高さが必要である。溶着リブの突出高さは、溶着後に溶着リブの一部が残る高さであればよい。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が好ましい。
【００３９】
溶着リブの横断面形状は、矩形でもよいが、台形であると、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。
また、溶着リブの平面形状としては横断面方向の円形が通常好ましい。溶着リブは１個に限らず、２個以上でもよい。
【００４０】
以下では、受け部に加えて溶着リブを有する継手を好ましい継手として説明するが、受け部を有することなく、溶着リブだけを有する継手も有効であり、本発明の１態様である。以下では、この態様の溶着リブも含めて溶着リブとして説明する。
【００４１】
パイプ形状品の外周面と円筒状継手の内側を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、継手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、接合部の溶融時に継手の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、継手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。
【００４２】
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、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く、一方、受け部が存在しない場合には溶着リブはパイプ形状品の全周に存在する必要がある。
【００４３】
溶着リブの形状は、矩形断面形状でもよいが、台形断面形状であると、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。台形断面形状の裾角は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。
【００４４】
この態様の継手において溶着リブと継手の端面との間に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、継手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、継手の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。
【００４５】
さらに、溶着リブと継手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、継手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。
【００４６】
本発明の継手は、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／又は溶着リブを有することを特徴とする継手であるが、本発明の継手は二方継手に限定されるものではなく、三方継手や四方以上の継手であってもよい。また、パイプ形状品との接合部のすべてにおいて受け部及び／又は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。さらに、本発明の継手は、その一方はパイプ形状品との接合部であり受け部及び／又は溶着リブを有する構造を有し、他方は閉鎖された構造からなり、パイプ形状品の端部を閉鎖するための部材であってもよい。本発明の継手はこのような特殊な継手部材も含む意味である。
【００４７】
本発明の上記継手を用いてパイプ形状品をレーザー溶着する方法は、継手にパイプ形状品を挿入し、継手側から受け部及び／又は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。
【００４８】
第１の好ましい方法は、上記受け部を有する継手にパイプ形状品を挿入し、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に際し、溶着部となる継手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、継手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、継手の受け部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。
【００４９】
この方法の第１の特徴は、本発明の継手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、パイプ形状品を受け部に向かって軸方向に加圧し、継手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、継手の受け部に押圧されて接触することにある。本発明の継手の形状の特徴は、継手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。
【００５０】
この方法の第２の特徴は、溶着部となる継手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である。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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継手の受け部とパイプ形状品の端部との当接部の幅（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。
【００５４】
本発明の第２の好ましい方法は、上記溶着リブを有する継手にパイプ形状品を挿入し、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に際し、溶着部となる継手の溶着リブとパイプ形状品の外周面の当接面に溶着リブの幅（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、継手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、継手の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、継手の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。
【００５５】
この第２の好ましい方法は、第１の好ましい方法における継手の受け部とパイプ形状品の端面との接合方法における特徴を、継手の溶着リブとパイプ形状品の外周面との接合方法の場合に適用するものである。
【００５６】
従って、上記の第１の好ましい方法について述べたことが第２の好ましい方法にも妥当する。
【００５７】
以下、本発明をより詳細に説明する。
図１〜図２は、本発明の継手をパイプ形状品とレーザー溶着する１例を示す。この例は、パイプ１２の端部どうしを接合するために、パイプ１２より大径の継手１１を用いるものである。
【００５８】
レーザー光を透過する継手１１の内側に、少なくとも端部がレーザー光を吸収できるパイプ１２の先端面１２Ａが突き当たる部分に約４５度の傾斜を付けた溶着リブ１４を設け、パイプ１２を継手１１の溶着リブ１４に突き当て、パイプ１２を溶着リブ１４に対して加圧１６した状態で、継手１１を通してレーザー光１３を第１の溶着部（溶着リブとパイプ先端面の接触部分）の幅を上回る幅のビームで照射し、第１の溶着部の樹脂を加熱溶融する。レーザー光１３は第１の溶着部（溶着リブ）に沿って走査すると、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。
【００５９】
レーザー光１３は継手１１の外周（の溶着リブに対応する箇所）に沿って走査され、パイプ１２の先端面１２Ａは全面が継手１１の溶着リブ１４に溶着される。パイプ１２の先端部は溶着リブ１４に向かって延在する形状を有するので、溶融時にパイプ１２を溶着リブ１４に向かって軸方向に加圧すれば、溶着の間、パイプ１２は溶着リブ１４に対して確実に溶着部が加圧される。
【００６０】
また、継手１１の内面には円周方向に第２の溶着部である溶着リブ１５が設けられており、挿入されるパイプ１２の外周に沿う形で存在する。上記の如くパイプ１２を継手１１の溶着リブ１４に接合する際、継手１１の外周からパイプ中心方向に締め付け圧力１７をかけて溶着リブ１５をパイプ１２の外周に押し当てながら、レーザー光１３を継手１１を透過させて溶着リブ１５より広い幅でリブ１５（溶着部）に照射し、円周方向に走査する。
【００６１】
なお、溶着リブ１５をパイプ１２に押し当て溶着部に効果的な加圧力を加えるためにパイプ１２にスリット（図示せず）を入れたり、薄肉部設けるなどの工夫をすることができる。レーザー光を溶着リブ１５に沿って走査することで、継手１１の溶着リブ１５はパイプ１２の外周に溶着する。この場合も、溶着の間、継手１１の溶着リブ１５はパイプ１２の外周に対して確実に加圧される。
【００６２】
継手１１の反対側において、パイプ１１と同様のパイプ（図示せず）をパイプ１１と全く同様にレーザー溶着すれば、パイプどうしを接合部材１１を用いて気密、液密に接合することが可能である。
【００６３】
溶着リブのパイプ形状品の端面と当接する面は傾斜させる（例えば、４５度）ことが好ましい。継手に対して９０度でもレーザー照射角度を工夫すればよいが、レーザーを当接面に対して垂直に照射できない不都合がある。また、傾斜させることで、接合面の面積が広くでき、接合強度を高められる。
【００６４】
傾斜の角度は、樹脂の軟化点やパイプの厚みに応じて加圧が適正に加わるように設定する。
【００６５】
第１の溶着部により気密性、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。
【００６６】
本発明における継手は、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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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、前記継手との接着性を考慮して、前記継手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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
本発明においては、継手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。
【００８５】
第三部材が樹脂を含む場合、樹脂は、継手及び／又はパイプ形状品と同じ樹脂を用いるか、継手及びパイプ形状品と相溶性を有する樹脂を用いる。
なお、継手又はパイプ形状品と相溶性を有するとは、第三部材の樹脂と継手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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。継手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、継手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。
【００８８】
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、第三部材を介して継手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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
本発明のレーザー溶着法によってパイプ形状品と継手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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
レーザー照射量（Ｊ/ｍｍ）＝レーザー出力（Ｗ）／走査速度（ｍｍ／ｓｅｃ）
【００９７】
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】
【００９８】
以下、実施例を用いて本発明を説明する。
実施例１
本発明の継手の好ましい実施例を図３に示す。図３（Ａ）は正面図、図３（Ｂ）は側面図、図３（Ｃ）は縦断面図である。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。
【００９９】
継手２１は全体として全長５６ｍｍ、外形２３ｍｍ、内径２０ｍｍの略円筒形である。その中央部の内面２１Ａに幅４ｍｍの受け部２２が形成され、その内径は１６ｍｍであり、内径２０ｍｍの円筒体内面２１Ａから内側に２ｍｍの高さで突出し、受け部２２から円筒体内面２１Ａに向かって４５°で傾斜面２２Ａを有している。
【０１００】
受け部と円筒体端面の中間部に幅２ｍｍの溶着リブ２３が形成され、その内径は１８ｍｍであり、内径２０ｍｍの円筒体内面２１Ａから内側に１ｍｍの高さで突出し、溶着リブ２３から円筒体内面２１Ａに向かって４５°で傾斜面２３Ａを有している。溶着リブ２３の円筒体端面側も４５°の傾斜面２３Ｂが形成され、内径２０ｍｍまで延びている。
【０１０１】
円筒体２１の端部には幅２ｍｍの鍔部２４が形成されている。円筒体の端面２４Ａと溶着リブ２３の間は、溶着リブ２３の外側傾斜面２３Ｂの端部から円筒体の端面２４Ａに向かって内径が２０ｍｍから２１．５ｍｍに広がり、円筒体の肉厚が漸次薄くなっている。さらに、溶着リブ２３と端面２４Ａの間は幅１．５ｍｍのスリット２５が横断面内において対称に６本形成され、スリット２５は溶着リブ２３に接している。この溶着リブ２３と端面２４Ａの間のスリット２５で分割された部分２６は弾力性があり、外側から締め付けると径を縮めることが可能である。
【０１０２】
この継手は、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。
【０１０３】
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（外径１８ｍｍ、内径１６ｍｍ、肉厚１．０ｍｍ）を作製した。パイプ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。
【０１０４】
この継手にパイプを挿入し、パイプの端面を継手の受け部に当接させ、継手の溶着リブがパイプ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。パイプの端面が継手の受け部に加圧されるように外圧を加えながら、継手側から受け部がパイプと当接している部分にレーザー光を継手に垂直方向から幅７．０ｍｍで照射しながら、照射ノズルを継手の円周に沿って移動させた。その結果、継手の受け部とパイプ端面との当接面部において、溶融、加圧、固化が生じ、継手とパイプが強固に溶着した。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。
【０１０５】
同様に、継手のスリット２５で分割された部分２６を加圧して溶着リブをパイプ外周面に対して加圧し、かつ、継手側から溶着リブがパイプと当接している部分にレーザー光を幅７．０ｍｍで照射しながら、照射ノズルを継手の円周に沿って移動させた。その結果、継手の溶着リブとパイプとの当接面部において、溶融、加圧、固化が生じ、継手とパイプが強固に溶着した。
【０１０６】
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。
【０１０７】
前記と同様にして、前記パイプの他端をもう一つの継手とレーザー溶着した。
【０１０８】
こうしてレーザー溶着したパイプと継手の溶着状態を評価するために、継手の両側のパイプにそれぞれ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、継手の溶着部からの水漏れは全くなく、継手で接続されたパイプ本体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。
【０１０９】
比較例１
ポリアミド１２（宇部興産（株）製ＵＢＥＳＴＡ３０３５Ｕ）を用いて、レーザー透過性の円筒形継手（全長５６ｍｍ、外径２３ｍｍ、内径１８ｍｍ、肉厚２．５ｍｍ）を作製した。この継手は受け部や溶着リブを有しないものである。
【０１１０】
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（外径１８ｍｍ、内径１６ｍｍ、肉厚１．５ｍｍ）を作製した。
【０１１１】
このパイプを継手に挿入し、半導体レーザー装置にセットした。継手とパイプとの当接面部に圧力を加えることなく、継手側からレーザー光を照射しながら、照射ノズルを継手の円周に沿って移動させた。その結果、継手とパイプとの当接面部において、溶融、固化が生じ、継手とパイプが溶着した。
【０１１２】
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。
【０１１３】
このレーザー溶着したパイプと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、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。
【０１１４】
実施例２
実施例２は、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。
【０１１５】
この継手にパイプを挿入し、パイプの端面を継手の受け部に当接させ、継手の溶着リブがパイプ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。パイプの端面が継手の受け部に加圧されるように外圧を加えながら、継手側から受け部がパイプと当接している部分にレーザー光を継手に垂直方向から幅７．０ｍｍで照射しながら、照射ノズルを継手の円周に沿って移動させた。その結果、継手の受け部とパイプ端面との当接面部において、溶融、加圧、固化が生じ、継手とパイプが強固に溶着した。
同様に、継手のスリット２５で分割された部分２６を加圧して溶着リブをパイプ外周面に対して加圧し、かつ、継手側から溶着リブがパイプと当接している部分にレーザー光を幅７．０ｍｍで照射しながら、照射ノズルを継手の円周に沿って移動させた。その結果、継手の溶着リブとパイプとの当接面部において、溶融、加圧、固化が生じ、継手とパイプが強固に溶着した。
【０１１６】
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。
前記と同様にして、前記パイプの他端をもう一つの継手とレーザー溶着した。
【０１１７】
このレーザー溶着したパイプと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、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】
【０１１８】
【図１】本発明の継手とパイプを接合する前の概略図である。
【図２】本発明の継手とパイプの接合形態の概略図である。
【図３】本発明の実施例１で作製した継手の正面図、側面図、縦断面図である。
【符号の説明】
【０１１９】
１１    継手
１２    パイプ
１３    レーザー光
１４    溶着リブ
１５    溶着リブ
１６    外力
２１    継手
２１Ａ    円筒体内面
２２    受け部
２２Ａ    受け部傾斜面
２３    溶着リブ
２３Ａ    溶着リブ傾斜面
２３Ｂ    溶着リブ傾斜面
２４    鍔部
２４Ａ    円筒体端面
２５    スリット
２６    スリット間部分
【図１】
2007260957.tif 000003
【図２】
2007260957.tif 000004
【図３】
2007260957.tif 000005