专利名称：能够防止粗劣激光焊接的制造激光束透射部件的方法，树脂模制设备及制造合成树脂产 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制造激光束透射部件的方法，树脂模制设备及制造合成树脂产品的方法。
背景技术：
在传统技术中，已经提出了通过将树脂模制成激光束透射部件和激光束吸收部件，并使用激光束焊接这两个部件来制造合成树脂产品的方法(例如，参见专利文献1)。
当激光束透射部件是覆盖激光束吸收部件上的洞或者类似部分的罩盖时，采用的是如图19A和图20A中所示的方法。根据这样的方法，沿着激光束透射部件1的环形虚拟曲线L的焊接目标部分1a被激光束照射，透过焊接目标部分的激光束被激光束吸收部件2吸收。激光束吸收部件2吸收激光束的部分熔化，并且熔化后的树脂的热熔化激光束透射部件1的部分1a，这样部件1和2被彼此焊接在一起。
日本未审的专利公开号No.2001-71384图19B中示出了如图19A中所示将通过激光束来焊接的、用来将树脂模制成激光束透射部件1的金属模4。在金属模4中的空腔6中，用于模制焊接目标部件1a的部分6a(焊接目标模制部分)与填充端壁6b之间的路径距离X1是固定的。另一方面，在金属模4中，焊接目标模制部分6a的每一部分与离该部分最近的入口5之间的路径距离X2不是固定的。因此，将树脂完全填充到焊接目标模制部分6a的各个外围末端的时间间隔在各个部分之间是不同的。当结晶的激光束透射部件1被模制时，距离X2越短，即焊接目标模制部分6a离入口5越近，在将被模制的焊接目标部分1a处的晶体的包含率(指包含在产品中的晶体的体积相对于该产品的总体积的比例)越高，相应地，激光束的透射率变低。结果是，当使用金属模4模制的结晶激光束透射部件1与激光束吸收部件2焊接时，将出现下面的问题。例如，如果激光束的辐射能量根据在靠近入口5的部分6a处模制的焊接目标部分1a来确定，则在远离入口5的另一部分6a处模制的焊接目标部分1a处的透射激光束，将对激光束吸收部件2施加过大的能量。当提供的能量过大时，将使激光束吸收部件2的模制树脂气化并在焊接界面上形成空隙，导致焊接的强度降低。此外，当提供的能量过大时，激光束吸收部件2过度熔化并形成毛边(burr)，导致合成树脂产品的外观变差。另一方面，如果辐射能量根据在远离入口5的部分6a处模制的焊接目标部分1a来确定，则在靠近入口5的部分6a处模制的焊接目标部分1a处的透射激光束不能对激光束吸收部件2提供足够的能量。当提供的能量不足时，激光束吸收部件2熔化的量就不足，结果将导致焊接的强度降低。
接着，图20B中示出了用于将树脂模制成如图20A所示将通过激光束焊接的激光束透射部件1的金属模7。在金属模7的空腔9中，用来模制焊接目标部分1a的部分9a(焊接目标模制部分)的每一部分与距离该部分最近的入口8之间的路径距离Y1几乎是常数。然而，在金属模7的空腔9中，焊接目标模制部分9a与填充端壁9b之间的路径距离Y2不是固定的。因此，将树脂完全填充到焊接目标模制部分9a的各个外围末端的时间间隔在各个部分之间是不同的。当结晶的激光束透射部件1被模制时，距离Y2越大，即填充端壁9b越远离焊接目标模制部分9a，在将被模制的焊接目标部分1a处的晶体的包含率就越高，且相应地激光束的透射率也就越低。结果是，当使用金属模7模制的结晶的激光束透射部件1被焊接到激光束吸收部件2时，与使用金属模4来模制结晶的激光束透射部件1的情况一样，粗劣焊接很可能也会发生。
发明内容
考虑到上面所提到的问题，本发明的目的是提供一种能防止激光焊接中的粗劣焊接的激光束透射部件的制造方法，及适于实施该方法的树脂模制装置。
本发明的另一个目的是提供一种能够防止粗劣焊接的合成树脂产品的制造方法。
在本发明的第一和第二个方面中，制备一具有入口、空腔和节流部分的金属模，空腔用来模制激光束透射部件的至少一个焊接目标部分，节流部分用来减少从入口流向空腔的树脂的流动。在这个金属模中，沿着平行于一虚拟曲线的第一曲线形成空腔的填充端壁。由此，可以使得在空腔中，用来沿着虚拟曲线模制焊接目标部分的一个部分与填充端壁之间的路径距离几乎保持固定不变。此外，在这个金属模中，节流部分与空腔部分连接，且它们的连接边界沿着平行于该虚拟曲线的第二曲线形成。由此，可以使得在空腔中，用来沿着虚拟曲线模制焊接目标部分的该部分与连接边界之间的路径距离几乎固定不变。
在本发明的第一和第二个方面中，树脂注入到金属模的入口中，并且结晶的激光束透射部件或者毛坯通过使用金属模由注入的树脂模制而成。当节流部分和入口之间的路径距离并非固定的时候，注入到入口中的树脂到达节流部分的每一部分所花费的时间就会出现不同。然而，已经到达了与距离入口最远的节流部分(最远部分)相比到入口更近的节流部分的树脂，向流动的阻力很小的该最远部分的流动，与树脂向由于节流部分的存在而流动阻力较大的空腔的流动相比更容易。由于这个原因，穿过连接边界从入口侧流向空腔侧的树脂的流动速率，在树脂到达最远部分时迅速增加。
根据本发明，其中树脂一次全部穿过连接边界，每一个连接边界和用来模制焊接目标部分的部分(焊接目标模制部分)之间的路径距离，以及每一个填充端壁和用来模制焊接目标部分的部分(焊接目标模制部分)之间的路径距离几乎固定不变，树脂到达每一个填充端壁的时间的差别减小，此外，在焊接目标模制部分的每一部分处树脂完成填充的时间的差别减小。因此，就有可能模制出不仅在晶体包含率方面是均匀的，在激光束的透射率方面也是均匀的焊接目标部分，而不管入口和焊接目标模制部分之间路径距离上的差别。当通过激光束将焊接目标部分焊接至激光束吸收部件时，因为透射穿过焊接目标部分的每一部分的激光束给予激光束吸收部件的能量的量的差别变小，因此可以防止粗劣焊接。
在本发明中，“曲线”的意思是一个普通的曲线，包括直线。另外，在本发明中“入口”的数量可以是一个或者更多。
根据本发明的第三方面，使用金属模，由树脂模制出具有与平行于虚拟曲线的第一曲线重合的轮廓曲线的毛坯。接着，通过沿着一与任何平行于虚拟曲线的曲线不重合的剪切曲线剪切毛坯，将一激光束透射部件和多出的材料部分相互分开。通过采用该方法，即使与剪切线重合的激光束透射部件的轮廓曲线与任何平行于虚拟曲线的曲线不重合时，也可以使得激光束的透射率在焊接目标部分的任何点都均匀。
本发明的第四方面是通过本发明的第一至第三方面的任何一个的方法所制成的激光束透射部件。当该激光束透射部件的焊接目标部分通过激光束焊接至激光束吸收部件时，由于透射穿过焊接目标部分的每一部分的激光束给予激光束吸收部件的能量的量的差别变小，因此可以防止粗劣焊接。
本发明的第五方面是树脂模制设备，该设备包括具有与本发明第一至第三方面的任何一个方法中所使用的相同结构的金属模，因此，当第一，第二和第三方面中的方法被实施时，最好使用在该方面中的该树脂模制设备，并且其能够实现与上面所描述的相同的效果。
根据本发明的第六方面，通过第一至第三方面中的任何一个方法制造的激光束透射部件的焊接目标部分，通过激光束焊接至激光束吸收部件。因此，透射穿过焊接目标部分的每一部分的激光束给予激光束吸收部件的能量的量的差别较小。由于这个原因，可以防止粗劣焊接，并且可以制造具有极好的焊接强度和外形的合成树脂产品。置于制造激光束透射部件的步骤和制造激光束吸收部件的步骤，其顺序是可以改变的或两个步骤可以同时执行。
本发明的第七方面是通过根据第六方面的方法制造的合成树脂产品，因此，在该方面中的合成树脂产品在焊接强度和外形上是极好的。
通过下面结合附图描述的本发明的优选实施例的描述，本发明将得以更充分的理解。
附图中图1A所示为根据本发明的第一实施例，用于制造电磁阀的树脂模制设备的剖面图。
图1B所示为沿图1A中线I-I的剖面图。
图2所示为根据第一实施例的电磁阀的透视图。
图3A所示为根据第一实施例的电磁阀的剖面图。
图3B所示为沿图3A中线III-III的剖面图。
图4所示为阐释根据第一实施例的制造电磁阀的方法的流程图。
图5为显示在制造根据第一实施例的电磁阀中的激光焊接方法的透视图。
图6为显示在制造根据第一实施例的电磁阀中由树脂模制出罩盖的方法的图，并且为对应图1A的剖面图。
图7所示为在制造根据第一实施例的电磁阀中使用的树脂模制设备的放大图，并且为对应图1A的剖面图。
图8所示为在制造根据第一实施例的电磁阀中使用的树脂模制设备的放大图，并且为对应图1B的剖面图。
图9所示为用于阐释在制造根据第一实施例的电磁阀中制造罩盖的方法的流程图。
图10A所示为根据本发明第二实施例的电磁阀的剖视图。
图10B所示为沿图10A中线X-X的剖视图。
图11A所示为在制造根据第二实施例的电磁阀中使用的树脂模制设备的剖视图。
图11B所示为沿图11A中线XI-XI的剖视图。
图12所示为在制造根据第二实施例的电磁阀中使用的树脂模制设备的放大图，并且为对应图11A的剖面图。
图13A所示为根据本发明第三实施例的电磁阀的剖视图。
图13B所示为沿图13A中线XIII-XIII的剖面图。
图14A所示为在制造根据第三实施例的电磁阀中模制的毛坯的平面图。
图14B所示为沿图14A中线XIV-XIV的剖面图。
图15A所示为在制造根据第三实施例的电磁阀中从多余材料部分分离罩盖的平面图。
图15B所示为在制造根据第三实施例的电磁阀中罩盖和多余材料部分相互分离的平面图。
图16A所示为在制造根据第三实施例的电磁阀中使用的树脂模制设备的剖面图。
图16B所示为沿图16A中线XVI-XVI的剖视图。
图17为显示在制造根据第三实施例的电磁阀中模制树脂毛坯方法的图，并且为对应图16A的剖面图。
图18所示为在制造根据第三实施例的电磁阀中制造罩盖的方法的流程图。
图19A所示为使用激光焊接方法制造传统的合成树脂产品的方法的透视图。
图19B所示为用于将树脂模制成图19A中所示的激光束透射部件所使用的金属模的剖视图。
图20A所示为使用激光焊接方法制造传统合成树脂产品的另一个方法的透视图。
图20B所示为将树脂模制成图20A中所示的激光束透射部件所使用的金属模的剖视图。
具体实施例方式
下面参照附图对本发明的多个实施例进行描述。
(第一实施例)图2和图3中所示的是，根据本发明第一实施例的作为一个合成树脂产品而被制造的电磁阀。电磁阀10通过激励隐藏在外壳20中的线圈使容纳在内孔21中的阀门部件往复运动。通过使阀门部件往复运动，电磁阀10利用打开和关闭由外壳20的内孔21和罩盖30的内孔31形成的液体通道，来控制液体的流动。
首先，解释电磁阀10的结构。
在外壳20中，内孔21具有嵌入孔部分22，嵌入孔部分22在其开口端具有阶梯孔。嵌入孔部分22的阶梯壁24形成环形并具有平的壁表面。罩盖30具有圆柱形主体部分32，圆柱形主体部分32形成内孔31和位于主体部分32的一端的环状凸缘形状的嵌入板部分34。嵌入板部分34包括具有固定厚度T1的内圆周部分36，和具有固定的厚度T2的外圆周部分37，外圆周部分37要比内圆周部分36薄。圆周部分36和37的形成罩盖30的末端表面的板表面彼此相连，以形成一平面，该平面是与主体部分32的中心轴相垂直的平的表面。嵌入板部分34的外圆周部分37插入到嵌入孔部分22中，而沿着虚拟的曲线L1的部分37a焊接到阶梯壁24上。在该实施例中虚拟曲线L1与平行于轮廓曲线L0的曲线重合，外圆周部分37的最外部的圆周壁37b沿着轮廓曲线L0延伸并且曲线L0是一个环形曲线，其曲率在圆周方向上变化。
接下来，根据图4所示的流程图来解释制造电磁阀10的方法。
在步骤S1中，制造具有能够透射激光束并具有结晶结构的罩盖30。在该实施例中，罩盖30通过使用图1中所示的树脂模制设备100由树脂模制出来。罩盖30是由热塑性树脂模制出来的，因此其吸收激光束辐射的能力很小，这一点将在下文中描述，或优选地，激光束的透射率是25％或更高。作为热塑性树脂，可以选择例如聚酰胺，聚丙烯，聚丁烯对苯二酸盐，或者是加入了提高透射率的澄清剂、或者对于将使用的激光束的吸收能力足够小的各种附加剂的上文提到的树脂。上文中所描述的罩盖30对应于权利要求书中所阐述的“结晶的激光束透射部件”，步骤S1对应于权利要求书中的“制造激光束透射部件的步骤”。
在步骤S2中，通过树脂模制，制造具有吸收激光束的能力并且其中嵌入了一个线圈的外壳20。外壳20是由热塑性树脂模制出来的，所以其吸收激光束辐射的能力要比罩盖30强，或者优选地，激光束的透射率是5％或更低。作为热塑性树脂，可以选择例如聚酰胺，聚丙烯，聚丁烯对苯二酸盐(或酯)或者是加入了诸如碳黑等着色剂、或者各种附加剂的上文提到的树脂。上文中所描述的外壳20对应于权利要求书中的“激光束吸收部件”，步骤S2对应于权利要求书中的“制造激光束吸收部件的步骤”。
在步骤S3中，将罩盖30的嵌入板部分34插入到外壳20的容纳有阀门部件的嵌入孔部分22中之后，嵌入板部分34的焊接目标部分37a通过激光束焊接至与嵌入孔22的阶梯壁24。此时，沿着虚拟曲线L1的焊接目标部分37a的圆周方向的整个区域几乎同时受到激光束的照射，如图5所示，已经透射穿过部分37a的激光束被阶梯壁24吸收。吸收了激光束的阶梯壁24熔化，并且熔化了的树脂的热又熔化了焊接目标部分37a。焊接目标部分37a的熔化的树脂和阶梯壁24相混合，冷却并固化。结果是如图3B中所示的，罩盖30和外壳20通过固化的混合树脂40而相互结合。
作为在步骤S3中用于产生激光的激光器，可以选择固态激光器例如是玻璃激光器，红宝石激光器，钇铝石榴石激光器以及钛蓝宝石激光器，或者是气体激光器例如是He-Ne激光器，二氧化碳激光器，惰性气体激光器和受激准分子激光器，或者半导体激光器。在使用这些激光器之前，要调整其输出以便能够获得满足所需值的激光束的辐射能量。如上文所述，为了使得焊接目标部分37a的圆周方向的整个区域几乎同时受到激光束的照射，例如可以采用这样的方法，即，从激光器发出的激光束通过棱镜而分散，并且通过镜子来调整辐射的方向。上面所描述的步骤S3对应于权利要求书中的“使用激光束焊接的步骤”。
接着说明上文所述步骤S1中使用的树脂模制设备100。
如图1中所示，树脂模制设备100包括金属模110，注入器140和模开启/关闭机构(没有示出)。注入器140用来将熔化的树脂注入到金属模110中，模开启/关闭机构用来打开和关闭金属模110。
金属模110包括多个模制模板111和112，及多个入口120，第一空腔130，第二空腔132和第三空腔134是通过将模制模板111和112匹配而形成的(模匹配)。在假设金属模110中模匹配已经完成的前提下，给出金属模110结构上的如下说明。
多个入口120沿着虚拟的圆O均匀地隔开。从注入器140注入的熔化的树脂经过流道122注入到每个入口120的内部空间。
第一空腔130通过具有主体部分32的轮廓形状的壁面形成圆柱形空间131，圆柱形空间131与虚拟圆O同轴。第一空腔130的一端与多个入口120连接，第一空腔130的另一端与第二空腔132连接。当第二空腔和第三空腔132和134没有填充树脂时，第一空腔130将从入口120流入到空间131中的树脂向第二空腔132输送。在第二空腔和第三空腔132和134充满树脂之后，第一空腔130充满了从入口120流入的树脂，这样，模制成了如图6所示的主体部分32。
第二空腔132通过具有嵌入板部分34的内圆周部分36的轮廓形状的壁的表面形成空间133，且空间133的断面是环形的。第二空腔132的最内部的圆周端与第一空腔130连接，而其最外部的圆周端与第三空腔134连接。当第三空腔134没有填充树脂时，第二空腔132将从第一空腔130流入到空间133中的树脂向第三空腔134传输。在第三空腔134填充树脂之后，第二空腔132被从第一空腔130流过来的树脂填充，这样模制出了如图6所示的内圆周部分36。
第三空腔134通过具有嵌入板部分34的外圆周部分37的轮廓形状的壁表面形成空间135，空间135的截面是环形的。第三空腔134的最内部的圆周端与第二空腔132连接。第三空腔134填充了从第二空腔132流入到空间135中的树脂，这样模制出了如图6所示包括焊接目标部分37a的外圆周部分37。在该实施例中，金属模110被设置成使得第三空腔134的最外部圆周壁134b模制出外圆周部分37的最外部的圆周壁37b，如图6中所示。上文所描述的第三空腔134对应于权利要求书中所阐述的“空腔”。
如图1、图7和图8所示，虚拟曲线L1形成在第三空腔134中的部分134a(焊接目标模制部分)上，部分134a模制出焊接目标部分37a，并且通过模制而获得的焊接目标部分37a沿虚拟曲线L1延伸。在曲线L1形成的状态下，第三空腔134的最外部的圆周壁134b在树脂流入到第三空腔134的方向上的虚拟曲线L1下游一侧形成，并且沿着平行于虚拟曲线L1的曲线L2延伸。因此，如图7中所示，焊接目标模制部分134a和最外部的圆周壁134b之间的路径距离D1几乎是固定的，并且如图6所示，将通过第三空腔134的最外部圆周壁134b模制成的最外部的圆周壁37b的轮廓曲线L0，与平行的曲线L2重合。位于第三空腔134的填充末端并阻断树脂流动的最外部的圆周壁134b，对应于权利要求书中所阐述的“填充端壁”。
同样地，在虚拟曲线L1形成的状态下，第二空腔132的最外部的圆周壁132b在树脂流入到第三空腔134中的方向上的虚拟曲线L1的上游一侧形成，并沿着平行于虚拟曲线L1的曲线L3延伸。因此，如图7中所示，最外部的圆周壁132b和焊接目标模制部分134a之间的路径距离D2几乎是固定的。介于最外部的圆周壁132b与第三空腔134之间的连接边界B1和第二空腔132的空间133与第三空腔134的空间135之间的边界重合，其中最外部圆周壁132b形成第二空腔132的最外部圆周端。当对垂直于在径向方向上延伸的轴的截面为环形的空间133和空间135的截面面积进行比较时，由于存在最外部的圆周壁132b，在连接边界B1附近空间135的截面面积要比空间133的截面面积小。因此，当空间133中熔化的树脂穿过连接边界B1流入到空间135中时，通过最外部的圆周壁132b减小了树脂流动的截面面积。换句话说，最外部的圆周壁132b对应于权利要求书中所阐述的“节流部分”，而连接边界B1对应于权利要求书中所阐述的“连接边界”。
每一个入口120被设置成使得焊接目标模制部分134a的每一部分与其最接近的入口120之间的路径距离D3在部分134a的圆周方向上变化，如例如图7和图8所示。因此，在焊接目标模制部分134a和最外部的圆周壁132b之间的路径距离D2几乎固定的该实施例中，最外部的圆周壁132b的每一部分与其最接近的入口120之间的路径距离D4在壁132b的圆周方向上变化，如例如图7和图8所示。
下面，根据图9中所示的流程图来详述上面所提到的罩盖30使用树脂模制设备100由树脂模制而成的步骤S11。
在步骤S11中，通过模开启/关闭机构的关闭操作完成金属模110的模制模板111和112的模匹配，如图1中所示。通过模匹配，入口120，空腔130，132和134形成。上文所描述的步骤11对应于权利要求书中所阐述的“制备金属模的步骤”。
在步骤S12中，在通过模开启/关闭机构向金属模110施加模固定力的同时，熔化的树脂从注入器140注入到金属模110中。注入的树脂注入到入口120的内部空间中，并首先通过第一空腔130的空间131流入到第二空腔132的空间133中。由于最外部的圆周壁132b的每一个部分与其最近的入口120之间的路径距离D4不是固定的，因此注入到入口120中的树脂到达最外部圆周壁132b的每一部分的时间将出现不同。然而，已经到达那些路径距离D4比路径距离D4最长的部分α(参见图8)的路径距离短的部分的树脂，由于较小的流动阻力，在空间133中流向最远部分α要比树脂在抵抗高的流动阻力的同时流向截面面积通过最外部的圆周壁132b而减小的空间135容易的多。由于这一原因，当树脂到达最远部分α的时候，穿过连接边界B1并从空间133流向空间135的树脂的量迅速增加。通过这种方式，由于最外部的圆周壁132b与焊接目标模制部分134a之间的路径距离D2和最外部的圆周壁134b与焊接目标模制部件134a之间的路径距离D1几乎是固定的，所以穿过连接边界B1的树脂几乎同时地突然到达最外部圆周壁134b的每一部分，此外，在焊接目标模制部分134a的圆周方向的每一部分上几乎同时完成树脂充满。整个的第三空腔134充满树脂之后，第二空腔132和第一空腔130也以这样的次序被充满。充满空腔130，132和134中的每一个的树脂冷却并固化模制出如图6中所示的罩盖30的部分32，36和37。上文所述步骤S12对应于权利要求书中说阐述的“使用金属模模制激光束透射部件的步骤”。
如上文所述，几乎同时完成树脂填充的焊接目标模制部分134a的每一部分，可以模制不仅在晶体包含率上均匀而且在激光束透射率上也均匀的焊接目标部分37a，而不管每一个部分和其最近的入口120之间的路径距离D3。因此，即使在上面所描述的步骤S3中，依据焊接目标部分37a的任何具体部分来确定辐射的能量以进行激光焊接，在已经透射穿过焊接目标部分37a的激光束提供给阶梯壁24的能量方面也没有不同。因此，既没有缝隙也没有毛刺产生，而且可以维持焊接强度及好的外观。
(第二实施例)图10所示为根据第二实施例的作为一个合成树脂产品而制造的电磁阀。
在根据第二实施例的电磁阀50中，罩盖30的嵌入板部分34包括具有固定厚度T1的内圆周部分36和板的厚度在半径方向阶梯性变化的外圆周部分37。外圆周形部分37具有固定厚度为T21的薄的部分60，该薄的部分60要比内圆周部分36更薄，以及固定厚度为T22的厚的部分61，其要比薄的部分60厚一些，上述薄的部分60和厚的部分61在径向上按所提及的顺序向外排列。在该实施例中，内圆周部分36的厚度T1等于厚的部分61的厚度T22。嵌入式板部件34的外圆周部分37的厚的部分61插入到嵌入孔部分22中，并且厚的部分61的沿着虚拟曲线L1的部分37a焊接至阶梯壁24上。
制造根据第二实施例的电磁阀50的方法与制造根据第一实施例的电磁阀10的方法的不同之处在于，罩盖30是使用包括金属模210的树脂模制设备100而制造的，如图11中所示。
下面在假设金属模210的模匹配已经完成的情况下，对金属模210进行说明。
金属模210与根据第一实施例的金属模110在第三空腔134的结构上不同。更具体地说，第三空腔134通过具有外圆周部分37的薄的部分60的轮廓形状的壁表面形成空间221，其剖面为环形。第三空腔134进一步通过具有外圆周部分37的厚的部分61的轮廓形状的壁表面，形成空间223，空间223在空间221的外圆周一侧，即，在第二空腔的相对的一侧的剖面是环形。当空间223没有充满树脂时，从第二空腔132流至空间221中的树脂通过第三空腔134流向空间223并填充空间223。在树脂填充空间223之后，从第二空腔132流过来的树脂通过第三空腔134注入到空间221中。第三空腔134顺序地由空间223和空间221中所填充的树脂分别模制出厚的部分61和薄的部分60。换句话说，第三空腔134模制出包括焊接目标部分37a的外圆周部分37。
如图11和图12中所示，虚拟曲线L1形成在金属模210中的第三空腔134的焊接目标模制部分134a中。在这种状态下，空间221和空间223之间的边界B2位于在第三空腔134中树脂流动的方向的虚拟曲线L1的上游侧，位于其中平行曲线L3的下游侧，并沿着平行于虚拟曲线L1的曲线L4延伸。因此，如图12中所示，连接边界B1与边界B2之间的路径距离D5和边界B2与焊接目标模制部分134a之间的路径距离D6都几乎是固定的，且作为D5和D6之和的路径距离D2也几乎是固定的。在形成上文所提及的虚拟曲线L1的状态下，与第三空腔134的空间223相对的最外部的圆周壁134b，和在第一实施例中一样，沿着位于曲线L1的下游侧的平行曲线L2延伸，并且以几乎固定的距离D1与焊接目标模制部分134a间隔开。焊接目标模制部分134a的每一部分与其最近的入口120之间的路径距离D3在如例如图12所示的部分134a的圆周方向上变化，并且最外部的圆周壁132b的每一部分与其最近的入口120之间的路径距离D4在如例如图12中所示的壁132b的圆周方向上变化。另外在该实施例中，如上面所描述的，第三空腔134对应于权利要求书中所阐述的“空腔”，最外部的圆周壁134b对应于权利要求书中所阐述的“填充端壁”。
下面解释利用包括金属模210的树脂模制设备100，由树脂模制罩盖30的方法。首先，在一对应第一实施例中的步骤S11的步骤中，在如图11中所示，进行了金属模210的模制模板111和112的模匹配之后，熔化的树脂在与第一实施例中的步骤S12相对应的步骤中被注入到金属模210中。由于这一点，根据与第一实施例中相同的原理，已穿过连接边界B1流向第三空腔的树脂立刻穿过边界B2并从空间221流入到空间223中。当将垂直于在径向方向延伸的轴的截面为环形的空间221和空间223的截面面积进行比较时，根据薄的部分60和厚的部分61之间在厚度上的差异(T22-T21)，空间223的截面面积要比空间221的大。因此，当树脂穿过边界B2时，树脂流的截面面积变大。然而，由于连接边界B1与边界B2之间的路径距离D5和焊接目标模制部分134a与边界B2之间的路径距离D6几乎是固定的，因此在边界B2附近树脂流的截面面积的增大，对树脂完全充满焊接目标模制部分134a的每一部分所花费的时间几乎没有带来任何变化。因此，即使激光束的辐射能量依据由焊接目标模制部分134a模制而成的焊接目标部分37a的任何具体部分来确定时，也既没有缝隙也没有毛刺产生，焊接强度和好的外观都可以实现。
(第三实施例)图13示出了根据本发明的第三实施例的作为合成树脂产品制造的电磁阀。
在根据第三实施例的电磁阀70的罩盖30中，将被焊接到阶梯壁24上的部分37a延伸所沿着的虚拟曲线L1是环形曲线，或精确地说是完整的圆。因此，其曲率在圆周方向上变化的最外部的圆周壁37b的轮廓曲线L0，并不与任何平行于虚拟曲线L1的曲线重合。
制造根据第三实施例的电磁阀70的方法与制造根据第一实施例的电磁阀的方法的不同之处在于罩盖30的制造方法。换句话说，在第三实施例中，如图14中所示，毛坯80由树脂模制成之后，如图15所示通过去除毛坯80的多余材料部分82来获得罩盖30。毛坯80具有这样一个形状，其中多余材料部分82附加在罩盖30的嵌入板部件34的外圆周一侧上。由于这个原因，多余材料部分82的最外部圆周壁82b的轮廓曲线L5，与平行于曲线L1的曲线重合，其中焊接目标部分37a沿曲线L1延伸。
包括图16和图17所示的金属模310的树脂模制设备100被用于从树脂模制毛坯80。下面，在假设金属模310的模匹配已经完成的情况下来描述金属模310。
金属模310与第一实施例中的金属模110在第三空腔134的结构上不同。具体地说，金属模310被设置成使得第三空腔模制外圆周部分37及多余材料部分82，或者，更具体地，使得第三空腔134的最外部的圆周壁134b模制多余材料部分82的最外部圆周壁82b。因此，当虚拟曲线L1形成在第三空腔134的焊接目标模制部分134a中时，如图17中所示，将通过最外部圆周壁134b来模制的最外部的圆周壁82b的轮廓曲线L5，与平行于虚拟曲线L1的曲线L2重合。在形成虚拟曲线L1的状态下，最外部的圆周壁134b沿着位于虚拟曲线L1的下游一侧的平行曲线L2延伸，并以几乎固定的距离与焊接目标模制部分134a间隔开，如第一实施例一样。焊接目标模制部分134a的每一部分与其最近的入口120之间的路径距离D3在如例如图16中所示的部分134a的圆周方向上变化，而最外部的圆周壁132b的每一部分与其最近的入口120之间的路径距离D4在如例如图17中所示的壁132b的圆周方向上变化。如上文所述，在该实施例中，第三空腔134对应于权利要求书中所阐述的“空腔”，最外部的圆周壁134b对应于权利要求书中所阐述的“填充端壁”。
根据图18中所示的流程图，来详细描述使用包括上面所描述的金属模310的树脂模制设备100由树脂模制出毛坯80，随后形成罩盖30的方法。
在步骤S11’中，如图16中所示，以与第一实施例中的步骤S11相同的方式，完成金属模310的模制模板111和112的模匹配。上面所描述的步骤S11’对应于权利要求书中所阐述的“制备金属模的步骤”。
在步骤S12’中，熔化的树脂以与第一实施例中步骤S12相同的方式注入到金属模310中。结果是在相同的入口120距其最近的最外部的圆周壁132b的每一个区域中，已到达其路径距离D4短于路径距离D4为最长的部分β(参见图16B)的路径距离的部分的树脂，根据与第一实施例中的相同的原理更容易流向最远端的部分β。因此，已穿过连接边界B1流向第三空腔134的树脂几乎同时地突然到达模制出多余材料部分82的最外部的圆周壁82b的最外部的圆周壁134b的每一部分，并且在焊接目标模制部分134a的每一部分的树脂填充几乎同时完成。在第三空腔134整个地填充树脂之后，第二和第一空腔132和130也相继地填充树脂，注入到空腔130，132和134中的树脂冷却并固化。通过这种方式，具有附在罩盖30的外圆周部分37上的多余材料部分82的毛坯80如图17中所示模制而成。
在步骤S12’中，具有透射激光束功能和晶体结构的毛坯80由在第一实施例中描述的热塑性树脂模制而成。上面所描述的步骤S12’对应于权利要求书中所阐述的“使用金属模模制毛坯的步骤”。
在步骤S13’中，具有透射激光束功能和晶体结构的罩盖30通过利用切消工作、剪切工作等去除附在毛坯80上的多余材料部分82而形成。这时如图15中所示，在毛坯80上形成切削曲线L6，使得该曲线与将要形成的罩盖30的轮廓曲线L0重合，并且通过沿着切削曲线L6切削毛坯80把罩盖30从多余材料部分82中分离出来。在步骤S13’中，在多余材料部分82被去除之后，还可以进行修正工作，例如对沿着罩盖30的轮廓曲线L0的最外部圆周壁37b的抛光工作。上面所描述的步骤S13’对应于权利要求书中所阐述的“模制激光束透射部件的步骤”。
如上文所述根据第三实施例，即使当罩盖30的轮廓曲线L0并不与平行于虚拟曲线L1的任何曲线重合时，也可以从几乎同时填充焊接目标模制部分134a的每一部分中的树脂，模制出焊接目标部分37a。由于焊接目标部分37a处的晶体的包含率和激光束的透射率在圆周方向上是均匀的，因此即使在激光焊接期间辐射的能量根据焊接目标部分37a的任何具体部分来决定，也既不会有缝隙也不会有毛刺产生，焊接强度和好的外观也可以实现。
如上文所述，已经描述了本发明的多个实施例。
尽管在上述多个实施例中罩盖30的焊接目标部分37a延伸所沿的虚拟曲线L1是环形曲线，即闭合曲线，但虚拟曲线L1也可以是直线，或是张开的曲线例如是波浪线。类似地，根据虚拟曲线L1，在金属模110，120和310上分别形成的平行曲线L2，L3和L4也可以适当地采用封闭曲线或者张开的曲线。
在上面所描述的多个实施例中，多个入口120形成在将被用于从树脂模制出罩盖30或者毛坯80的金属模110，210和310中。与此相对比，即使只有与第一空腔连接的一个入口在金属模110，210和310上形成，也可以获得与在上面所描述的多个实施例中相同的效果。
另外，在上面所描述的多个实施例中，在罩盖30中，焊接目标部分37a的沿着虚拟的曲线L1的整个圆周区域几乎同时地受到激光束的照射。与此相对的是，焊接目标部分37a的整个的圆周区域也可以通过沿着焊接目标部分37a上的虚拟曲线L1顺序地移动将被激光束辐射的部分，来接受激光束的辐射。
此外，在上面所描述的多个实施例中，在制成罩盖30之后，制造外壳20。与此相对的是，也可以在外壳20制成之后再制成罩盖，或者罩盖30和外壳20也可以同时制成。
另外，在上面所描述的多个实施例中，本发明适于用来制造电磁阀10，50和70，其中罩盖30是焊接到外壳20上的，但是本发明也还适于制造各种类型的合成树脂产品，其中通过激光束将激光束透射部件与激光束吸收部件焊接到一起。
尽管因说明的目的，本发明已经根据选择的特殊实施例来进行描述，但很明显本领域的技术人员可以对其进行多种修改，而不会背离本发明的思想和范围。
权利要求
1.一种制造激光束透射部件的方法，其中该激光束透射部件通过利用激光束将沿着一虚拟曲线的焊接目标部分焊接到激光束吸收部件上而形成为合成树脂产品的一部分，该方法包括制备金属模的步骤，其中该金属模具有至少一入口，一空腔，在该空腔中形成该虚拟曲线，该空腔形成沿着该虚拟曲线的至少该焊接目标部分，并且在该空腔中形成沿着第一平行曲线的填充端壁，该第一平行曲线以基本固定的距离与该虚拟曲线基本平行地延伸，以及节流部分，该节流部分用来减少从该至少一入口流向空腔的树脂的流动，该节流部分与空腔连接，并且其连接边界沿着第二平行曲线形成，该第二平行曲线以基本固定的距离与该虚拟曲线基本平行地延伸；和模制晶体激光束透射部件的步骤，其中该激光束透射部件通过使用金属模，在将树脂注入到入口中之后，由注入的树脂来形成。
2.一种制造激光束透射部件的方法，其中该激光束透射部件通过利用激光束将沿着一虚拟曲线的焊接目标部分焊接到激光束吸收部件上而形成为合成树脂产品的一部分，该方法包括制备金属模的步骤，其中该金属模具有至少一入口，一空腔，在该空腔中形成该虚拟曲线，该空腔形成沿着该虚拟曲线的至少该焊接目标部分，并且在该空腔中形成沿着第一平行曲线的填充端壁，该第一平行曲线以基本固定的距离与该虚拟曲线基本平行地延伸，以及节流部分，该节流部分用来减少从该至少一入口流向空腔的树脂的流动，该节流部分与空腔连接，并且其连接边界沿着第二平行曲线形成，该第二平行曲线以基本固定的距离与该虚拟曲线基本平行地延伸；用来模制晶体毛坯的步骤，该晶体毛坯具有一多余材料部分附加在该激光束透射部件之上的形状，该晶体毛坯通过使用金属模在将树脂注入到入口之后由树脂形成；及通过去除毛坯的多余材料部分来形成激光束透射部件的步骤。
3.根据权利要求2的制造激光束透射部件的方法，其中所述毛坯具有与所述第一平行曲线重合的轮廓曲线，该毛坯在使用金属模模制毛坯的步骤中由树脂模制而成，以及其中在生成所述激光束透射部件的步骤中，所述激光束透射部件和所述多余材料部分通过沿着一切削曲线切削毛坯而彼此分离，其中该切削曲线并不与任何平行于虚拟曲线的曲线重合。
4.通过权利要求1、2和3中任何一个的方法而制成的激光束透射部件。
5.一种树脂模制设备，用于将树脂模制成激光束透射部件或者模制成毛坯，其中该激光束透射部件通过利用激光束将沿着一虚拟曲线的焊接目标部分焊接到激光束吸收部件上而形成为合成树脂产品的一部分，通过从该毛坯去除一多余材料部分形成该激光束透射部件，该树脂模制设备包括金属模，该金属模具有至少一入口；空腔，在该空腔中形成该虚拟曲线，该空腔形成沿该虚拟曲线的至少该焊接目标部分，在该空腔中形成沿第一平行曲线的填充端壁，该第一平行曲线以基本固定的距离平行于该虚拟曲线延伸；以及节流部分，该节流部分用来减少从该至少一入口流向该空腔的树脂的流动，该节流部分与该空腔连接，其连接边界沿着第二平行曲线延伸，该第二平行曲线以基本固定的距离平行于该虚拟曲线延伸；其中所述结晶的激光束透射部件或者所述毛坯通过使用金属模，由注入到该至少一个入口中的树脂模制而成。
6.一种制造合成树脂产品的方法，包括通过权利要求1、2和3中任何一个的方法来制造激光束透射部件的步骤；制造激光束吸收部件的步骤；及使用激光束，将该激光束透射部件的焊接目标部分与该激光束吸收部件相焊接的步骤。
7.通过权利要求6中的制造方法来制造的合成树脂产品。
全文摘要
制备金属模110，该金属模110具有入口120和空腔134，空腔134中形成虚拟曲线L
文档编号B29C45/46GK1572474SQ200410069470
公开日2005年2月2日 申请日期2004年6月24日 优先权日2003年6月24日
发明者荒井毅, 河本保典, 奥田英树 申请人:株式会社电装