激光焊接装置及激光焊接方法与流程

本发明涉及将使激光透射的多个塑料部件进行激光焊接的激光焊接装置及激光焊接方法。

背景技术：

作为塑料部件的激光焊接方法，已知有如下方法：将使激光透射的激光透射性塑料部件重叠在吸收激光的激光吸收性塑料部件上，从激光透射性塑料部件的上方向激光吸收性塑料部件照射激光，使激光吸收性塑料部件吸收激光能量并发热，利用激光吸收性塑料部件中产生的热量，使激光透射性塑料部件和激光吸收性塑料部件相接触的抵接面附近熔融、固化而焊接。

图72示出现有的塑料部件的激光焊接方法的原理。图72中，在玻璃制的支承台301上放置激光吸收性塑料板302和激光透射性塑料板303，在激光透射性塑料板303上放置有玻璃制的加压单元304。然后，利用未图示的按压源、例如气缸等来按压加压单元304，使激光吸收性塑料板302和激光透射性塑料板303的抵接面紧贴。

然后，若从加压单元304的上方将激光305照射到上述抵接面的整个区域，则激光305透射加压单元304和激光透射性塑料板303，并被激光吸收性塑料板302吸收。激光吸收性塑料板302吸收激光305并发热。激光吸收性塑料板302中，激光305照射的与激光透射性塑料板303抵接的抵接面附近变成高温而熔融。然后，激光透射性塑料板302的抵接面也熔融。若停止照射激光305，则熔融部分冷却并固化，使激光透射性塑料板303和激光吸收性塑料板302焊接(参照专利文献1)。

图73是表示将使激光透射的多个激光透射性塑料板303a、303b进行激光焊接时的激光焊接方法的原理的图。图73中，在玻璃制的支承台301上重叠放置有多个激光透射性塑料板303a、303b。多个激光透射性塑料板303a、303b使激光透射，因此，不会发热。因此，在多个激光透射性塑料板303a、303b各自的抵接面之间涂布有吸收激光305的激光吸收材料306。在激光吸收材料306中混入有碳黑等颜料。

若从加压单元304的上方对涂布有激光吸收材料306的激光透射性塑料板303a、303b的抵接面的整个区域照射激光305，则激光吸收材料306吸收激光305而发热、熔融。激光吸收材料306起到将激光透射性塑料板303a、303b粘接的粘接剂的作用，将两者焊接(参照专利文献1、2)。

根据上述激光焊接方法，具有(1)在多个塑料部件的抵接面牢固地进行焊接、(2)完成漂亮、(3)不会像超声波焊接那样给部件带来振动这样的优点，因此，用于多领域的塑料焊接(参照专利文献3)。

然而，上述激光焊接方法以一方的激光吸收性塑料板302或激光吸收材料306吸收激光为前提。由于在激光吸收性塑料板302或激光吸收材料306中加入有碳黑等颜料，因此，存在会着色而不透明，或者即使是半透明、透明度也较低的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开昭62-142092号公报

专利文献2：日本专利特开平11-170371号公报

专利文献3：日本专利特表平9-510930号公报

技术实现要素：

发明所要解决的技术问题

本发明的目的在于提供能将使激光透射的多个塑料部件彼此直接进行焊接的新激光焊接装置及激光焊接方法。

解决技术问题的技术方案

为了达成上述目的，本发明所涉及的激光焊接装置包括：支承构件，该支承构件包含发热部，该发热部具有根据多个塑料部件的焊接对象范围的大小来限定的大小，由吸收激光并发热的材质形成，且发热至所述塑料部件的熔融温度以上；激光照射单元，该激光照射单元将透射多个所述塑料部件的激光进行聚光，越过多个所述塑料部件向所述发热部照射所述激光；及焊接控制单元，该焊接控制单元利用所述激光照射单元将激光照射到所述发热部，使所述发热部发热，利用产生的热量将多个所述塑料部件的焊接对象范围的抵接面焊接。

此外，为了达成上述目的，本发明所涉及的激光焊接方法将使激光透射的多个塑料部件的焊接对象范围的抵接面焊接，其包含如下(1)至(8)的步骤：(1)在包含发热部的支承构件上放置多个塑料部件，该发热部具有根据多个所述塑料部件的焊接对象范围的大小来限定的大小，由吸收激光并发热的材质形成，且发热至所述塑料部件的熔融温度以上；(2)使多个所述塑料部件在焊接对象范围的抵接面抵接；(3)使多个所述塑料部件的焊接对象范围的抵接面的某一部分与所述支承构件的发热部相对并重叠；(4)利用加压构件将多个所述塑料部件夹持在该加压构件与所述发热部之间并进行按压，从而使多个所述塑料部件的焊接对象范围的抵接面彼此紧贴，同时使所述支承构件的发热部和与所述发热部接触的塑料部件的表面紧贴；(5)利用激光照射单元将激光聚光，且越过多个所述塑料部件后朝所述支承构件的发热部照射；(6)使所述激光透射多个所述塑料部件并被所述发热部吸收；(7)使所述发热部发热；及(8)利用该发热部中产生的热量，将多个所述塑料部件的所述焊接对象范围的抵接面焊接。

发明效果

根据本发明，将使激光透射的多个塑料部件彼此直接进行焊接，而不在其间经由激光吸收材料等。

附图说明

图1是表示本发明第一实施方式所涉及的激光焊接方法的原理的剖视图。

图2是表示本发明第一实施方式所涉及的激光焊接方法的原理的立体图。

图3是利用本发明第一实施方式所涉及的激光焊接方法进行焊接后的塑料部件的剖视图。

图4a是以时间序列说明本发明第一实施方式所涉及的激光焊接方法的焊接动作的图。

图4b是为了与本发明进行对比而示出对不限定大小的具有连续大小的发热部照射激光时的状况的图。

图5a是表示本发明第一实施方式所涉及的激光焊接方法的第一变形例的原理的图。

图5b是表示本发明第一实施方式所涉及的激光焊接方法的第一变形例的加热部附近的局部放大图。

图6是表示本发明第一实施方式所涉及的激光焊接方法的第二变形例的原理的图。

图7是表示本发明第一实施方式所涉及的激光焊接方法的第三变形例的原理的焊接对象构件的长边方向剖视图。

图8a是图7所示的焊接对象构件为方杆状时的横向剖视图。

图8b是图7所示的焊接对象构件为圆杆状时的横向剖视图。

图9a是表示本发明第一实施方式所涉及的激光焊接方法的第四变形例的原理的剖视图。

图9b是表示本发明第一实施方式所涉及的激光焊接方法的第五变形例的原理的剖视图。

图10a是表示本发明第一实施方式所涉及的激光焊接方法的第六变形例的原理的分解图。

图10b是表示本发明第一实施方式所涉及的激光焊接方法的第六变形例的原理的右侧视图。

图11是表示本发明第一实施方式所涉及的激光焊接方法的第七变形例的原理的图。

图12是表示本发明第一实施方式所涉及的激光焊接方法的第七变形例的存储器的存储内容的一例的图。

图13是本发明第一实施方式所涉及的激光焊接方法的第七变形例的焊接动作的流程图。

图14是表示本发明第一实施方式所涉及的激光焊接方法的第八变形例的原理的图。

图15是本发明第一实施方式所涉及的激光焊接方法的第八变形例的焊接动作的流程图。

图16是表示本发明第一实施方式所涉及的激光焊接方法的第九变形例的原理的图。

图17是表示本发明第一实施方式所涉及的激光焊接方法的第十变形例的原理的图。

图18是将本发明第二实施方式所涉及的激光焊接装置的概要省略一部分来示出的正视图。

图19是表示本发明第二实施方式所涉及的激光焊接装置的概要的左侧视图。

图20是本发明第二实施方式所涉及的激光焊接装置的焊接动作的流程图。

图21是将本发明第二实施方式所涉及的激光焊接装置的变形例的概要省略一部分来示出的正视图。

图22是表示本发明第二实施方式所涉及的激光焊接装置的其它变形例的概要的正视图。

图23是利用本发明第三实施方式所涉及的激光焊接装置进行焊接的塑料部件的分解立体图。

图24是表示利用本发明第三实施方式所涉及的激光焊接装置进行焊接的塑料部件焊接后的状态的外观立体图。

图25是表示利用本发明第三实施方式所涉及的激光焊接装置进行焊接的塑料部件焊接后的状态的剖视图。

图26是表示本发明第三实施方式所涉及的激光焊接装置的概要的图。

图27a是本发明第三实施方式所涉及的激光焊接装置的支承构件的俯视图。

图27b是本发明第三实施方式所涉及的激光焊接装置的支承构件的剖视图。

图28是本发明第三实施方式所涉及的激光焊接装置的焊接动作的流程图。

图29是表示本发明第四实施方式所涉及的激光焊接方法的原理的图。

图30是本发明第四实施方式所涉及的激光焊接方法的其它支承构件的剖视图。

图31是本发明第四实施方式所涉及的激光焊接方法的又一支承构件的剖视图。

图32是表示本发明第五实施方式所涉及的激光焊接装置的概要的图。

图33a是本发明第五实施方式所涉及的激光焊接装置的支承构件的俯视图。

图33b是本发明第五实施方式所涉及的激光焊接装置的支承构件的剖视图。

图33c是本发明第五实施方式所涉及的激光焊接装置的支承构件的仰视图。

图34是表示本发明第六实施方式所涉及的激光焊接方法的原理的图。

图35是利用本发明第六实施方式所涉及的激光焊接方法进行焊接后的塑料部件的剖视图。

图36是利用本发明第七实施方式所涉及的激光焊接装置进行焊接的塑料部件的分解立体图。

图37是表示利用本发明第七实施方式所涉及的激光焊接装置进行焊接的塑料部件焊接后的状态的外观立体图。

图38是表示本发明第七实施方式所涉及的激光焊接装置的主要部分的剖视图。

图39a是本发明第七实施方式所涉及的激光焊接装置的支承构件的俯视图。

图39b是本发明第七实施方式所涉及的激光焊接装置的支承构件的剖视图。

图40a是本发明第八实施方式所涉及的激光焊接装置的其它支承构件的俯视图。

图40b是本发明第八实施方式所涉及的激光焊接装置的其它支承构件的剖视图。

图41是利用本发明第九实施方式所涉及的激光焊接装置进行焊接的塑料部件的分解立体图。

图42是表示利用本发明第九实施方式所涉及的激光焊接装置进行焊接的塑料部件焊接后的状态的外观立体图。

图43是表示本发明第九实施方式所涉及的激光焊接装置的概要的图。

图44是表示本发明第十实施方式所涉及的激光焊接方法的原理的图。

图45是利用本发明第十实施方式所涉及的激光焊接方法进行焊接后的塑料部件的剖视图。

图46是表示本发明第十一实施方式所涉及的激光焊接方法的原理的图。

图47是利用本发明第十一实施方式所涉及的激光焊接方法进行焊接后的塑料部件的剖视图。

图48a是将反射部、热阻断部、右轴及左轴组装到本发明第十一实施方式所涉及的激光焊接方法的支承构件后的图。

图48b是分解表示将本发明第十一实施方式所涉及的激光焊接方法的支承构件、反射部、热阻断部、右轴及左轴的图。

图49是表示本发明第十二实施方式所涉及的激光焊接方法的原理的图。

图50是表示制作本发明第十二实施方式所涉及的激光焊接方法中使用的支承构件的过程的图。

图51是本发明第十二实施方式所涉及的激光焊接方法的焊接动作的流程图。

图52是表示对本发明第十三实施方式所涉及的激光焊接方法中使用的支承构件安装绝热材料的过程的图。

图53a是本发明第十四实施方式所涉及的激光焊接方法中使用的支承构件的剖视图。

图53b是本发明第十四实施方式所涉及的激光焊接方法中使用的支承构件的外观图。

图54a是本发明第十五实施方式所涉及的激光焊接方法中使用的支承构件的剖视图。

图54b是本发明第十五实施方式所涉及的激光焊接方法中使用的支承构件的外观图。

图55是本发明第十六实施方式所涉及的激光焊接方法的支承构件的外观局部放大图。

图56是说明本发明第十六实施方式所涉及的激光焊接方法的支承构件的树脂涂层的涂布图案的图。

图57是在视觉上表示本发明第十六实施方式所涉及的激光焊接方法的支承构件的树脂涂层的涂布图案的图。

图58是表示本发明第十七实施方式所涉及的激光焊接方法的原理的图。

图59是利用本发明第十七实施方式所涉及的激光焊接方法进行焊接后的塑料部件的剖视图。

图60是表示本发明第十八实施方式所涉及的激光焊接方法的原理的图。

图61是利用本发明第十八实施方式所涉及的激光焊接方法进行焊接后的塑料部件的剖视图。

图62是表示本发明第十九实施方式所涉及的激光焊接方法的原理的图。

图63是表示本发明第十九实施方式所涉及的激光焊接方法的原理的变形例的图。

图64是表示本发明第二十实施方式所涉及的激光焊接装置的概要的图。

图65是表示本发明第二十一实施方式所涉及的激光焊接装置的概要的图。

图66是表示本发明第二十二实施方式所涉及的激光焊接方法的概要的图。

图67是表示本发明第二十三实施方式所涉及的激光焊接方法的概要的图。

图68是本发明第二十三实施方式所涉及的激光焊接方法的焊接动作的流程图。

图69是表示本发明第二十三实施方式所涉及的激光焊接方法的变形例的图。

图70是本发明第二十三实施方式所涉及的激光焊接方法的变形例的焊接动作的流程图。

图71是表示本发明第二十三实施方式所涉及的激光焊接方法的其它变形例的图。

图72是表示现有的塑料部件的激光焊接方法的原理的图。

图73是表示现有的塑料部件的激光焊接方法的其它原理的图。

具体实施方式

(第一实施方式)

作为本发明的第一实施方式所涉及的使激光透射的多个塑料部件的激光焊接方法，说明第一和第二塑料部件1、2的激光焊接方法的原理。图1是第一实施方式中的主要部分的剖视图，图2是立体图。

图1中，1、2是作为焊接对象的多个塑料部件。此处，说明将第一塑料部件1和第二塑料部件2作为多个塑料部件进行焊接的方法。对于将焊接对象设为3个塑料部件的情况，后面利用图6进行阐述。

第一和第二塑料部件1、2均具有较低的激光吸收率，由使激光透射的材质、例如聚酰胺树脂等热塑性树脂形成。另外，作为使激光透射的透明树脂材料，除聚酰胺树脂以外，例如还有聚酯、聚烯烃、热塑性聚氨酯等。

图1中，第一塑料部件1呈薄板状，第二塑料部件2呈厚板状。3为对作为焊接对象构件的第一和第二塑料部件1、2进行支承的支承构件。支承构件3具有发热部4。发热部4具有根据多个塑料部件的焊接对象范围的大小来限定的大小，由吸收激光并发热的材质形成，且发热至塑料的熔融温度以上。图1是剖视图，因此，发热部4的大小作为长度(l0)来示出。

此处，“根据焊接对象范围的大小来限定的大小”是指由焊接对象物的材质、大小、激光照射装置的输出、作为目的的激光焊接强度等焊接条件所限定的大小，且限定成为了将焊接对象范围的抵接面(图1中粗线所示的焊接部分13)焊接所需要的大小，去除了具有作为连续体的大小的部分。发热部4接收激光，并发热至塑料的熔融温度以上。

该“根据焊接对象范围的大小来限定的大小”根据在将各参数进行组合并实际进行激光焊接之后对焊接强度进行测定、评价后得到的实验值、经验值来求出。

作为焊接对象物的多个塑料部件的材质、大小、焊接范围和要实现的焊接强度作为前提条件被提供，因此，发热部4的大小根据如下实验值、经验值来求出，该实验值、经验值通过将与多个塑料部件的焊接对象范围相同的大小作为基本尺寸，照射激光并进行焊接，测定焊接强度，若强度不足，则改变激光的照射条件、改变发热部4的大小，在实际进行激光焊接之后对焊接强度进行测定、评价后得到。

若多个塑料部件的材质、大小、焊接对象范围等前提条件类似，则容易根据完成评价的实验值、经验值求出发热部的大小。因此，本发明中，在存储器中存储将各参数进行组合并实际进行激光焊接之后对焊接强度进行测定、评价后得到的实验值、经验值，在下次的焊接控制时从存储器读取上次的条件并进行利用。对于这一情况，作为第一实施方式的第七变形例，使用图11、12在后面进行阐述。

本实施方式的第一塑料部件及第二塑料部件的焊接对象范围为圆形的抵接面。与此相对，发热部4呈圆柱状，构成上表面的一端面与第一塑料部件1相抵接。在本实施方式中，该发热部4的一端面的大小(面积)形成为与作为第一塑料部件1及第二塑料部件2的焊接对象范围的抵接面相同的大小(面积)。另外，图1的长度l0相当于发热部4的上表面的直径。

发热部4例如由不锈钢等金属形成，接收激光并发热。发热部4的作为被照射面的上表面以外的各表面被由石膏等绝热材料形成的热阻断部5所包围。另外，发热部4的上表面的高度位置设为以高于热阻断部5的上表面位置的方式稍微突出，仅有发热部4的上表面与第一塑料部件1的表面(图1中为第一塑料部件1的下表面)可靠地接触。因此，如图1所示，在热阻断部5的上表面与第一塑料部件1的表面之间形成有间隙(t)。这样，支承构件3呈将发热部4配置在中央、且利用热阻断部5将发热部4的周围包围的近似圆柱状，发热部4在支承构件3中限定为根据焊接对象范围的大小来限定的大小。

6为用于使第一和第二塑料部件1、2的焊接对象范围的抵接面彼此紧贴的加压构件。若使加压构件6与第二塑料部件2的上表面接触，并利用图1的留白箭头a所示的按压源、例如气缸、夹具等将加压构件6向支承构件3侧加压，则在第一和第二塑料部件1、2的抵接面内，至少与发热部4对应的部分(图1中为长度l0的部分)紧贴。此外，发热部4的上表面和第一塑料部件1的表面也与对应于发热部4的部分(图1中为长度l0的部分)紧贴。另外，作为焊接对象构件的第一和第二塑料部件1、2的自重较大而获得上述紧贴力时，有时也无需利用加压构件6进行加压。

图1中，加压构件6在中央开设孔6a，形成为能使激光9通过的环状。另外，若利用透明硅胶那样使激光透射的材料来作为加压构件6的材料，则也可不在中央开设孔6a。7为激光照射部，按照作为8的焊接控制部(焊接控制器)的控制，照射激光9。激光9在本实施方式中利用近红外的激光，由激光照射部7内的未图示详细情况的透镜进行聚光，照射到支承构件3的发热部4的表面。该激光9的波长为700nm～1200nm的范围，优选为800nm～1000nm。

根据上述那样构成的激光焊接装置，在支承构件3的发热部4上放置作为焊接对象的第一和第二塑料部件1、2，并在第一和第二塑料部件1、2上放置加压构件6。然后，通过从按压源经由加压构件6将第一和第二塑料部件1、2朝支承构件3按压，从而使焊接对象范围的抵接面紧贴，使发热部4和与发热部4接触的第一塑料部件1的表面紧贴。接着，从加压构件6上，即利用激光照射部7在越过第一和第二塑料部件1、2后对发热部4照射激光9。激光9通过加压构件6的孔6a，透射第一和第二塑料部件1、2，照射到由不锈钢等金属形成的发热部4的表面并被吸收。

如图1所示，由于发热部4的上表面以外的各表面被由石膏等绝热材料形成的热阻断部5包围，因此，支承构件3的发热部4的发热部分(a)10中产生的热量无法到达热阻断部5的外部。发热部分(a)10中产生的热量传导到与发热部4的上表面紧贴的第一塑料部件1的发热部分(b)11，并进一步传导到第二塑料部件2的发热部分(c)12。

若观察图2的立体图，则可理解支承构件3的发热部4的发热部分(a)10中产生的热量成为热块，传导到与发热部4的上表面紧贴的第一塑料部件1的发热部分(b)11，并进一步传导到第二塑料部件2的发热部分(c)12的情形。

若利用激光照射部7持续照射激光9，则发热部4及第一和第二塑料部件1、2的各自的发热部分(a)10、发热部分(b)11、发热部分(c)12达到高温，超过第一和第二塑料部件1、2的熔融温度。然后，由于发热部4中产生的热量，第一和第二塑料部件1、2的抵接部熔融。若激光照射部7停止照射激光9，则发热部4的发热部分(a)10停止发热，第一和第二塑料部件1、2的抵接部的发热部分(b)11、发热部分(c)12冷却并固化，完成焊接。

本实施方式中，其特征点在于，设置有发热部4，该发热部4具有根据多个塑料部件的焊接对象范围的大小来限定的大小，该发热部4由吸收激光并发热的材质形成，且发热至塑料的熔融温度以上。

若不限定发热部4的大小，具有相对于焊接对象范围的抵接面为连续体的大小，则从激光吸收到的热量扩散到较宽范围。例如，如图2的立体图所示，第一和第二塑料部件1、2呈方板状，但在假设支承构件3的未照射激光的部分也与发热部4为相同材质，且支承其整个面时，在激光的照射中产生的热量扩散至未照射激光的较宽范围，而在第一和第二塑料部件1、2的厚度方向上未充分传导。若在第一和第二塑料部件1、2的厚度方向上未传导热量，则无法传导熔融所需的足够的热量，从而无法进行焊接。

因此，本实施方式中，发热部4具有根据多个塑料部件的焊接对象范围的大小来限定的大小，由吸收激光并发热的材质形成，且发热至塑料的熔融温度以上，对该发热部4汇聚地照射激光9，将激光能量变成热量，使所产生的热量不会从发热部4扩散到不照射激光9的部分，发热到塑料的熔融温度以上，在第一和第二塑料部件1、2的厚度方向上传导热量，将使激光9透射的多个塑料部件1、2彼此直接进行焊接。

此外，本实施方式中，其特征点在于，利用热阻断部5包围发热部4的上表面以外的各表面。这是由于，若在发热部4的周围具有热阻断部5，则发热部4中产生的热量难以扩散。

图3中示出本发明的第一实施方式所涉及的第一和第二塑料部件1、2进行激光焊接后的剖视图。图3中，在第一和第二塑料部件1、2的抵接面内，利用虚线表示利用激光照射部7照射激光9而焊接的焊接部分13，利用实线表示未焊接的范围来进行区别。

图3中，与发热部4抵接的第一塑料部件1呈薄板状，第二塑料部件2呈厚板状。若第一塑料部件1的厚度较薄，则具有如下优点：支承构件3的发热部4的热量容易传导到第一和第二塑料部件1、2的抵接面，能以较少的激光9的照射量来进行激光焊接。

另外，激光照射部7也可以移动，例如可沿与激光9的照射方向正交的方向移动，如沿图1所示的左右方向像留白箭头b那样移动，或沿图1的纵深方向移动等。此外，为了使激光9的照射角度变化，也可使激光9的光轴摆动。若使激光9的出射位置移动，或使激光9的照射角度变化，则照射激光9的被照射面的大小扩大，因此，焊接范围扩大，可增大焊接强度。

此处，以时间序列详细说明利用本发明第一实施方式的激光焊接方法进行激光焊接时的焊接动作。图4a的(a)～(e)是以时间序列示出本发明第一实施方式所涉及的激光焊接方法的焊接动作、具体而言各部的加热状况的转移的图。

在图4a(a)中，在支承构件3的发热部4的上表面放置第一塑料部件1，在其上放置第二塑料部件2，并放置加压构件6。然后，利用未图示的按压源将第一和第二塑料部件1、2向发热部4侧按压，使第一和第二塑料部件1、2彼此的抵接面分别紧贴，同时使第一塑料部件1的表面与发热部4紧贴。另外，在该时刻，不照射激光。

图4a(b)示出开始照射激光9时的发热状态。发热部4中，若照射激光9，则从激光9照射到的部分开始发热，从发热部4的表面到内部在较小区域产生发热部分(a)10。

图4a(c)示出继续照射激光9一定时间时的发热状态。通过继续照射激光9一定时间，从而发热部4的表面的发热部分(a)10的大小扩大，发热部4的表面变得高温，发热部分(a)10的厚度也增大。然后，发热部分(a)10的热量作为发热部分(b)11传导到第一塑料部件1，并进一步作为发热部分(c)12传导到第二塑料部件2。

图4a(d)示出进一步继续照射激光9一定时间时的发热状态。通过进一步继续照射激光9一定时间，从而发热部4的表面的发热部分(a)10扩大，热阻断部5阻止水平方向的扩大，发热部分(a)10仅在厚度方向上增大。扩大到热阻断部5的发热部分(a)10的热量作为发热部分(b)11传导到第一塑料部件1，并进一步作为发热部分(c)12传导到第二塑料部件2。例如，图4a(d)中，热量从第一塑料部件1第二塑料部件2的厚度方向中央位置的厚度h为止。然后，发热部分(a)10、发热部分(b)11、发热部分(c)12达到高温，超过第一和第二塑料部件1、2的熔融温度。然后，由于发热部4中产生的热量，第一和第二塑料部件1、2的抵接部熔融。

图4a(e)示出激光照射部7停止照射激光9后的状况。若停止照射激光9，则发热部4的发热部分(a)10停止发热，第一和第二塑料部件1、2的抵接部的发热部分(b)11、发热部分(c)12冷却并固化。图4a(e)中，虽然残留有发热部分(a)10和发热部分(b)11，但发热部分(c)12已经消失。然后，若发热部分(a)10和发热部分(b)11也消失，则焊接完成。

图4b是为了与本实施方式进行对比而示出未利用本实施方式时的情形的图。图4b中，示出将具有连续大小的发热可能部19用作为支承构件时的第一和第二塑料部件1、2的发热状况。此外，对与本实施方式相同的结构要素标注相同的标号。

图4b的剖视图中，并未对支承构件设置如本实施方式那样具有根据多个塑料部件的焊接对象范围的大小来限定的大小(图4a(a)的长度(l0))的发热部4。若利用具有连续大小的发热可能部19进行支承，则即使利用加压构件6按压第一和第二塑料部件1、2，发热可能部19也以较大面积受力，因此，力分散而紧贴力变小。因此，图4b中，因照射的激光9而在发热可能部19产生的热量扩散到第一和第二塑料部件1、2的较大范围(l1)，而不会在第一和第二塑料部件1、2的厚度方向上传导。即使继续照射激光9一定时间，仅发热可能部19的热量扩散的范围(l1)扩大，热量无法传导至将第一和第二塑料部件1、2的抵接面熔融的温度，大多情况下无法焊接。

与此相对，根据本实施方式，通过根据多个塑料部件的焊接对象范围的大小来限定支承构件3的发热部4的大小，从而聚光于该发热部4的激光9的激光能量形成热块而集中，并发热至塑料的熔融温度以上，沿厚度方向朝紧贴的第一和第二塑料部件1、2的焊接对象范围的抵接面传导，能在短时间内高效、且更可靠地将第一和第二塑料部件1、2焊接。

图1中，说明了利用由不锈钢等金属形成且接收激光而发热的发热部4、使石膏等绝热材料与发热部4的上表面以外的各表面紧贴而成的热阻断部5来构成支承构件3，但在激光照射部7照射激光9的照射能力有富余时，热阻断部5的厚度也可比图1所示的厚度要薄。这是由于，只要将激光能量以达到从热阻断部5的表面释放到外部的热量以上的方式照射至发热部4，就能进行焊接。

图5a中示出表示本发明第一实施方式的原理的第一变形例的图。图5a中，利用反射激光的反射部14来包围支承构件3a的发热部4的除上下两端面的周围，且进一步利用热阻断部5包围反射部14。对反射部14利用作为激光的高反射材料而公知的铜、铝。

图5b放大示出本发明第一实施方式所涉及的激光焊接方法的第一变形例的加热部附近。反射部14实现两个功能。第一个是对发热部4的周围、即超出发热部4的上表面的范围照射激光9时利用反射部14的表面进行反射的功能。激光照射部7所产生的激光9基本照射到发热部4的上表面，但如图5b那样，即使对超出发热部4的上表面的范围照射激光9，位于发热部4周围的反射部14也会反射激光9。由此，仅有发热部4的上表面吸收激光9。

第二个是使发热部4的温度均匀的功能。发热部4接收激光9而发热，但例如在激光9的照射中心偏离发热部4的上表面中心时，发热部4的发热变得不均匀。但由于发射部14是铜、铝等热传导度较高的材料，因此，发热部4的热量传导至周围的反射部14，反射部14的温度迅速变均匀。而且，由于反射部14由热阻断部5包围，因此，即使发热部4中产生的热量传导至反射部14，也不会从热阻断部5释放到外部。其结果是，发热部4的高温部分的热量经由反射部14流动到低温部分，发热部4的温度变均匀。另外，作为利用铜、铝的反射部14的代替，也可将利用不反射激光但热传导度较高的其它材料的部件称为传导发热部4的热量的导热部并使其包围发热部4。

如图5a和图5b所示，若利用反射部4和热阻断部5包围支承构件3a的发热部4时，激光照射部7照射激光9的照射能力有富余，则也可使热阻断部5的厚度进一步变薄。这是由于，只要将激光能量以达到从热阻断部5的表面释放到外部的热量以上的方式照射至发热部4，就能进行焊接。根据情况的不同，也可仅利用反射部14包围发热部4。根据用途的不同，也可仅有发热部4。

另外，激光照射部7也可以移动，例如可沿与激光9的照射方向正交的方向移动，如沿图5a所示的左右方向像留白箭头b那样移动，或沿图5a的纵深方向移动等。此外，为了使激光9的照射角度变化，也可使激光9的光轴摆动。若使激光9的出射位置移动，或使激光9的照射角度变化，则照射激光9的被照射面的大小扩大，因此，焊接范围扩大，可增大焊接强度。这与第一实施方式相同。

另外，若将上述本发明第一实施方式的说明作为“将使激光透射的多个塑料部件焊接的激光焊接方法”来进行说明，则作为构成为依次进行以下步骤的激光焊接方法来进行说明。

(步骤1)在包含发热部的支承构件上放置多个上述塑料部件，该发热部具有根据第一和第二塑料部件的焊接对象范围的大小来限定的大小，由吸收激光并发热的材质形成，且发热至上述塑料部件的熔融温度以上，

(步骤2)使上述第一和第二塑料部件在抵接面抵接，

(步骤3)使上述第一和第二塑料部件的焊接对象范围的抵接面部分与上述支承构件的发热部相对并重叠，

(步骤4)利用加压构件将上述第一和第二塑料部件夹持在该加压构件与上述发热部之间并进行按压，从而使上述第一和第二塑料部件的焊接对象范围的抵接面彼此紧贴，同时使上述支承构件的发热部和与发热部接触的第一塑料部件的表面紧贴，

(步骤5)利用激光照射单元将激光聚光，且越过上述第一和第二塑料部件后朝上述支承构件的发热部照射，

(步骤6)使激光透射上述第一和第二塑料部件并被上述发热部吸收，

(步骤7)使该发热部发热，

(步骤8)利用该发热部中产生的热量，将上述第一和第二塑料部件的上述焊接对象范围的抵接面焊接。

图6中示出表示本发明第一实施方式的原理的第二变形例的图。图6中示出利用激光将第一塑料部件1、第二塑料部件2a、第三塑料部件2b这三个塑料部件1、2a、2b焊接的情况。上述塑料部件1、2a、2b均由使激光透射的材料形成，厚度也相同。本变形例中，将上述第一变形例的第一和第二塑料部件1、2替换成在厚度方向上重叠的第一至第三塑料部件1、2a、2b，其它结构与上述第一变形例相同，对于相同的结构要素标注相同标号。

在这样的第二变形例中，若激光透射三个塑料部件1、2a、2b并照射发热部4，则在发热部4中产生热量。在发热部4中产生的热量从第一塑料部件1传导至第一塑料部件1和第二塑料部件2a紧贴的焊接对象范围的抵接面。接着，传导至第二塑料部件2a和第三塑料部件2b紧贴的焊接对象范围的抵接面。若继续照射激光9，则三个塑料部件1、2a、2b各自的焊接对象范围的抵接面熔融。若停止照射激光9，进行冷却，则熔融的抵接面彼此成为一体而固化。其结果是，第一塑料部件1和第二塑料部件2a在它们的抵接面焊接，第二塑料部件2a和第三塑料部件2b也在它们的抵接面焊接。

在从激光照射部7照射的激光的能量相比焊接三个塑料部件1、2a、2b所需的热能足够大时，三个塑料部件1、2a、2b在焊接对象范围处焊接。这样，在本变形例中，也可高效地将多个塑料部件进行激光焊接。

此外，在将上述第二变形例的说明作为“将使激光透射的多个塑料部件焊接的激光焊接方法”来进行说明时，可将上述步骤的“第一和第二塑料部件”替换为“多个塑料部件”来进行说明。

另外，激光照射部7也可以移动，例如可沿与激光9的照射方向正交的方向移动，如沿图6所示的左右方向像留白箭头b那样移动，或沿图6的纵深方向移动等。此外，为了使激光9的照射角度变化，也可使激光9的光轴摆动。若使激光9的出射位置移动，或使激光9的照射角度变化，则照射激光9的被照射面的大小扩大，因此，焊接范围扩大，可增大焊接强度。这与第一实施方式相同。

图7、图8a、图8b示出表示本发明第一实施方式的原理的第三变形例的图。第三变形例中，涉及两个塑料部件的对接焊。焊接对象以外的结构要素与上述第一变形例基本相同，对于相同的结构要素标注相同标号，并省略说明。

图7中示出在支承构件3a的发热部4上放置两个呈杆状的塑料部件1c、2c，使它们的端面对接，并利用激光将紧贴的端面彼此焊接的情况。图8a为利用激光将方杆状的塑料部件1c、2c焊接时的发热部附近的沿与塑料部件1c、2c的长边方向正交的方向(横向)的剖视图。图8b为利用激光将圆杆状的塑料部件1d、2d(仅图示2d)焊接时的发热部4附近的横向剖视图。图8b中，在发热部4的表面形成有作为凹部的第一圆弧槽4a，以使得圆杆状的塑料部件1d、2d的外周面和发热部4的表面能以一定面积的抵接面紧贴。此外，在加压构件6的表面与作为上述凹部的第一圆弧槽4a相对的位置形成有第二圆弧槽，通过与发热部4一起进行夹持，从而限制圆杆状的塑料部件1d、2d的位置。

图7及图8a所示的两个塑料部件1c、2c以使各自端面对接并紧贴的状态夹在支承构件3a的发热部4与加压构件6之间。在此状态下，若向两个塑料部件1c、2c的抵接面照射激光9，则激光9透射加压构件6和两个塑料部件1c、2c并照射发热部4，在发热部4中产生热量。在发热部4中产生的热量传导至第一塑料部件1c和第二塑料部件2c的端面彼此紧贴的焊接对象范围的抵接面。若继续照射激光9，则两个塑料部件1c、2c的端面接触的抵接面熔融。若停止照射激光9，进行冷却，则熔融部分合体并固化，第一塑料部件1c的端面和第二塑料部件2c的端面焊接。这样，本发明中，可将端面对接的多个塑料部件进行激光焊接。

另外，激光照射部7也可沿与激光9的照射方向正交的方向移动，如沿图7所示的左右方向像留白箭头b那样移动，或沿图7的纵深方向移动等。此外，为了使激光9的照射角度变化，也可使激光9的光轴摆动。若使激光9的出射位置移动，或使激光9的照射角度变化，则照射激光9的被照射面的大小扩大，因此，焊接范围扩大，可增大焊接强度。这与第一实施方式相同。

另外，图8b中示出如下结构：在将作为焊接对象的圆杆状的多个塑料部件1d、2d(图8b中仅图示2d)进行对接焊的情况下，在发热部4的表面形成有作为凹部的第一圆弧槽，以使得塑料部件1d、2d的外周面和发热部4的表面以具有根据焊接对象范围的大小来限定的大小的一定面积的抵接面紧贴。在支承构件中处于限定范围的发热部4内形成截面圆弧状的第一圆弧槽4a，使该圆弧槽4a与塑料部件1d、2d的外周面紧贴，从而发热部4和塑料部件1d、2d抵接的面积与焊接对象范围的大小对应地扩大。由此，发热部4的热量容易传导至塑料部件1d、2d的焊接对象范围，塑料部件1d、2d更快地加温而高效地焊接。由此，在平面上热量不易传导的圆杆状的对接抵接面上也有效地传导热量。其结果，可实现牢固的焊接。

图9a示出表示本发明第一实施方式的原理的第四变形例的图。图9a示出对于均使激光透射的管状的塑料部件1e和圆杆状的塑料部件2e，使管状的塑料部件1e与圆杆状的塑料部件2e的外周焊接的形态的激光焊接装置。该激光焊接装置的情况下，将在管状的塑料部件1e的中空孔插入有圆杆状的塑料部件2e的状态下进行焊接的部分放置于图9a的发热部4的表面上作为凹部形成的第一圆弧槽4a，利用在表面形成有第二圆弧槽6b的加压构件6进行夹持，从加压构件6的上方照射激光9。

管状的塑料部件1的外周面为曲面，其与发热部4的第一圆弧槽4a以根据焊接对象范围的大小来限定的大小的更大的面积进行紧贴。而且，接收到激光9而在发热部4中发热产生的热量从发热部4的第一圆弧槽4a传导至管状的塑料部件1e和圆杆状的塑料部件2e。然后，管状的塑料部件1e和圆杆状的塑料部件2e加热、熔融、固化，进行焊接。另外，也可将管状的塑料部件1e和圆杆状的塑料部件2e以能旋转的方式进行支承。由此，在照射激光9的过程中，通过使管状的塑料部件1e和圆杆状的塑料部件2e旋转，能有效地将塑料部件1e、2e的整个周边焊接。

图9b示出表示本发明第一实施方式的原理的第五变形例的图。图9b为在图9a的发热部4的第一圆弧槽4a的周围设置有垂直壁的截面u字状的u字槽4b。发热部4的u字槽4b的垂直壁位于外周面的一部分露出的管状的塑料部件1的上部附近。垂直壁未与管状的塑料部件1e的外周面的上部紧贴，但传导有来自接收到激光9并发热的发热部4的热量和来自包围发热部4的外周的反射部14的热量。传导至垂直壁的热量作为辐射热量传导至管状的塑料部件1e的外周面。由此，管状的塑料部件1e和圆杆状的塑料部件2e因来自发热部4和垂直壁的热量而加热、熔融，之后，因激光9停止照射而固化并焊接。

这样，在发热部4的上表面设置圆弧槽、u字槽以作为凹部，从而对于焊接对象为截面圆形的塑料部件，能提供更多的热量，更快、更牢固地进行焊接。

图10a、b示出表示本发明第一实施方式的原理的第六变形例的图。图10a、b分别为在发热部4的上表面设置矩形槽4c以作为凹部，将宽度较窄的长条板状的第一和第二塑料部件1f、2f重合并将其焊接的激光焊接装置的主要部分的分解剖视图和结构图。

图10a中以分离状态示出支承构件3a、第一塑料部件1f、第二塑料部件2f、加压构件6c。支承构件3a具有不锈钢等发热部4，在发热部4的上表面设置有作为凹部的矩形槽4c。而且，利用铜、铝等反射部14包围发热部4的外周。进一步地，利用石膏等热阻断部5包围反射部14的外周。在支承构件3a的发热部4的矩形槽4c中依次重叠放入第一塑料部件1f和第二塑料部件2f，放置加压构件6c，并利用气缸等由留白箭头所示的按压源进行按压，如图10b那样，使发热部4和第一塑料部件1f、以及第一塑料部件1f和第二塑料部件2f分别相互紧贴。

接着，如图10b所示，发热部4接收到激光9并发热，用于熔融的能量从发热部4的发热部分(a)10传导至第一塑料部件1f和第二塑料部件2f。发热部4的矩形槽4c周围的垂直壁位于与板状的塑料部件1f、2f的侧面隔开较小间隙的位置。垂直壁未与板状的塑料部件1f、2f的侧面紧贴，但将接收到激光9而在发热部4中发热产生的热量作为辐射热量进行传导。因此，板状的塑料部件1f、2f也因来自矩形槽4c的垂直壁的热量而加热、熔融、固化，进行焊接。

这样，通过在发热部4形成与塑料部件的形状相匹配的凹部，从而从多个方向对塑料部件提供更多的热量，能更快、更牢固地进行焊接。

图11中示出表示本发明第一实施方式的原理的第七变形例的图。第七变形例中，在由支承构件3b支承的发热部4中埋入热电偶以作为温度传感器15，将发热部4的温度信息反馈到焊接控制部8并进行温度控制。

另外，图11中，明确示出焊接控制部8具有存储器8a和显示部8b。焊接控制部8在将激光9照射到发热部4时，读取预先按照焊接条件存储于存储器8a的参数数据并用于焊接控制。在之前的说明中，阐述了“发热部4的大小通过将与多个塑料部件的焊接对象范围相同的大小作为基本尺寸，根据实际进行激光焊接的实验值、经验值求出。”。焊接条件和焊接结果储存于存储器8a中。而且，图12中，能将“发热部的大小”和“焊接范围的大小”分别作为参数进行存储。而且，焊接控制部8在一个焊接条件下进行作业，利用以往公知的适当方法测定其焊接强度，可将该测定值作为目标焊接强度的达成率登录在存储器8a中。显示部8b为用于此的接口，对于显示部8b所示的一个焊接条件的参数组合，利用输入装置8c将焊接强度的达成率登录在存储器8a中。

图12示出预先存储于存储器8a的焊接条件的参数数据和所登录的焊接强度的达成率数据的一例。在纵列举例示出第一和第二塑料部件的材质、厚度、加热温度范围、冷却温度范围等参数，在横列分别示出焊接条件a、焊接条件b、焊接条件c。

图13是本发明第一实施方式所涉及的激光焊接方法的第七变形例的焊接动作的流程图。图13中，首先使焊接控制部8动作，利用输入装置8c输入焊接条件的参数，从存储器8a读取最佳焊接条件，开始焊接动作时(步骤st1)，利用加压构件6使第一和第二塑料部件1、2与发热部4紧贴(步骤st2)。然后，以单位时间照射激光9(步骤st3)，利用来自温度传感器15的温度信息，判断发热部4的温度是否在预先确定的第一温度范围(t1)内(步骤st4)。若温度比第一温度范围(t1)要低，则增加激光照射量(强度、时间)(步骤st5)，若温度比第一温度范围(t1)要高，则减少激光照射量(步骤st6)，返回至步骤st3。若温度在第一温度范围(t1)内，则以该状态的激光照射量继续照射激光(步骤st7)。在发热部4的温度处于第一温度范围(t1)且经过了预先确定的时间之前，返回至步骤s3。另一方面，在发热部4的温度处于第一温度范围(t1)且经过了预先确定的时间时，设为激光照射完成(步骤st8)，停止照射激光9，缓和第一和第二塑料部件1、2与发热部4的按压力，解除紧贴(步骤st9)。然后，在发热部4的温度冷却至预先确定的第二温度范围(t2)之后(步骤st10)，使未图示的焊接作业结束蜂鸣器鸣叫，结束焊接作业(步骤st12)。

另外，在步骤st12中，作为通知激光焊接完成的方法，也可利用使灯闪烁、在液晶显示部显示文字等其它方法。此外，在动作流程图中虽未示出，但在步骤st7的“继续照射激光”之后，也可追加“使激光照射部7沿图11所示的左右方向朝箭头b所示的方向移动”这一步骤。若使激光9的出射位置移动，则照射激光的被照射面的大小扩大，因此，累积性地扩大焊接范围，焊接强度增大。

图14表示本发明第一实施方式的原理的第八变形例。图15示出第八变形例的激光焊接装置的焊接动作的流程图。

第八变形例中，将支承构件3c安装于下外壳16a。在支承构件3c的周围设置有冷却通路18，该冷却通路18在下外壳16a朝向发热部4的上表面开口，将冷却材料17送入该发热部4的上表面。下外壳16a的冷却通路18与气泵等冷却材料提供部18a连接，将常温以下的冷却空气等冷却材料17从冷却通路18的开口喷出到发热部4的上表面。

第八变形例中，基于这种结构，如图15所示的焊接动作的流程图所示，在激光照射完成后(步骤st8)，停止照射激光9，从第一和第二塑料部件1、2解除发热部4的紧贴之后(步骤st9)，在发热部4的温度较高，未冷却到预先确定的第二温度范围时(步骤st10)，强制性地将冷却材料17喷出到发热部4的上表面进行冷却(步骤st11)。

在停止照射激光9之后，若将发热部4的温度强制性地冷却至预先确定的第二温度范围，则焊接动作的作业时间缩短，生产性得到提高。此外，通过将冷却材料17喷出到发热部4的上表面，还具有将在实际的激光焊接作业中产生的塑料粉尘等异物从发热部4的上表面吹飞的效果。

图16表示本发明第一实施方式的第九变形例。本发明第一实施方式的第九变形例中，使用半反射镜20使激光9折射而进行照射，利用反射型温度计21检测出从发热部4反射来的反射光的温度，将温度信息反馈给焊接控制部8。第九变形例中，由于不用将热电偶埋入发热部4即可，因此，将支承构件3d设置成相对于下外壳16b自如地上下移动，在设置于支承构件3d的底部的凹部放入弹簧22，使支承构件3d的发热部4的上表面以一定压力与第一塑料部件1的表面接触。温度控制的动作流程与图13相同。第九变形例中，可使第一和第二塑料部件1、2与发热部4以一定的压力更稳定地紧贴。

图17表示本发明第一实施方式的第十变形例。本发明第一实施方式的第十变形例中，利用转台35a，将圆盘状的第一塑料部件1g和圆柱状的第二塑料部件2g焊接。图17中，在具有コ字状截面的装置框架34的基台上具有每次以90度进行旋转并能定位的旋转驱动部36，旋转驱动部36使旋转轴37每次旋转90度。在旋转轴37的前端安装有转台35a。在转台35a上，塑料部件收纳孔35b像旋转式弹匣的孔那样每隔90度开设，将第一和第二塑料部件1g、2g如图17那样从转台35a的上方依次放入。

在转台35a与装置框架34之间安装有下外壳16c。在下外壳16c具有以自如地上下移动的方式被支承且由利用弹簧22向上方作用的支承构件3d支承的发热部4，在转台35a的旋转角度每隔90度进行定位时，发热部4的上表面与第一塑料部件1g的下表面抵接。在发热部4的上方，在装置框架34的支柱部分安装有加压构件6，对第一和第二塑料部件1g、2g及发热部4进行按压，使其分别紧贴。在加压构件6的上方，配置有经由半反射镜20将激光9照射到发热部4的激光照射部7、焊接控制部8及反射型温度计21。

若利用焊接控制部8，从激光照射部7将激光9照射到发热部4，则发热部4发热，所产生的热量从发热部4传导至第一塑料部件1g，从第一塑料部件1g传导至第二塑料部件2g。反射型温度计21检测出从发热部4反射来的反射光的温度并传送到焊接控制部8，进行与图13说明的情况相同的动作流程。若通知焊接完成，则使转台35a旋转，将焊接后的第一和第二塑料部件1g、2g从转台35a取出。本发明第一实施方式的第十变形例用于将透明的首饰用小塑料部件焊接时等。

另外，本发明中，对多个塑料部件照射激光9并进行焊接的范围为将激光聚光并进行照射的范围，根据聚光方法，除了点状以外，还能以椭圆状、线状等形状聚光来进行照射。此外，将照射激光的位置一点点移动，可累积性地扩大焊接范围。第一实施方式中，说明了本发明的激光焊接方法的原理，因此，在第二实施方式以下，对于利用本发明的激光焊接方法的原理来累积性地扩大焊接范围的方法进行说明。

(第二实施方式)

第二实施方式中，说明对于板状的第一和第二塑料部件1h、2h，将照射激光的位置一点点移动而累积性地扩大焊接范围的情况。图18是表示本发明第二实施方式所涉及的激光焊接装置的概要的长边方向剖视图，图19是横向剖视图。另外，对与上述第一实施方式及变形例相同的结构要素标注相同的标号。

图18中，对第一和第二塑料部件1h、2h进行支承的支承构件3b组装到下外壳16b的中央上部。支承构件3b由发热部4、反射部14、热阻断部5构成，反射部14和热阻断部5包围发热部4。发热部4的上表面朝上。在发热部4埋入有作为温度传感器15的热电偶，将发热部4的温度信息反馈到焊接控制部8。

然后，在第二实施方式所涉及的激光焊接装置中，利用设置于下外壳16b及上外壳23的轧辊夹持第一和第二塑料部件1h、2h，以能移动的方式对第一和第二塑料部件1h、2h进行支承。

详细而言，在图18的发热部4的左边具有驱动辊24，在右边具有引导辊25，在与作为加压构件6的加压辊之间夹持有第一和第二塑料部件1h、2h，利用未图示的驱动电动机使驱动辊24旋转，将第一和第二塑料部件1h、2h从图18的右边向左边移动。另外，为了使传送量一定，驱动辊24用外径没有变动的较硬材料制作，加压辊用弹性材料制作。此外，未图示的驱动电动机由焊接控制部8与焊接动作联动地进行控制。

在发热部4的上方具有上外壳23，安装有激光照射部7和焊接控制部8。激光照射部7向发热部4照射激光9。

图19是从第二实施方式所涉及的激光焊接装置的要焊接的塑料部件的传送方向下游观察到的横截面图。图19中，如图18说明地那样，在支承构件3b的发热部4的周围配置有引导辊25、作为加压构件6的加压辊，在发热部4的上方安装有激光照射部7和焊接控制部8。下外壳16b具有大致l字型的截面，具有使上外壳23上下滑动地直立的引导壁26。在引导壁26上旋转自如地安装有滑轮27，在滑轮27悬挂有线28。将线28的一端与上外壳23连结，将另一端与位于滑轮27的相反侧的平衡块29连结。上外壳23与平衡块29在重量上基本取得平衡，通过变更平衡块29的重量而调整不平衡量，可在加压辊与驱动辊24及引导辊25各自之间以所希望的压力夹持第一和第二塑料部件1h、2h。另外，发热部4的上表面与第一塑料部件1h的表面接触，但周围的反射部14、热阻断部5位于比发热部4的上表面要低的位置，与第一塑料部件1h的表面不接触而隔开间隙(t)。因此，仅有发热部4的上表面接受到加压构件的按压力，由此，发热部4的上表面接触的范围的第一和第二塑料部件1h、2h的抵接面彼此紧贴，第一塑料部件1h的表面和发热部4的上表面紧贴。

在这样构成的第二实施方式所涉及的激光焊接装置中，在下外壳16b的驱动辊24和引导辊25上放置第一和第二塑料部件1h、2h，利用作为加压构件6的加压辊夹持，使第一和第二塑料部件1h、2h的焊接对象范围的抵接面紧贴，将第一和第二塑料部件1h、2h从图右侧向左侧、即相对于激光出射位置沿水平方向平行移动，并从激光照射部7向支承构件3b的发热部4照射激光9。

支承构件3b的发热部4中产生的热量传导到与发热部4的上表面紧贴的第一塑料部件1h，并进一步传导到第二塑料部件2h。然后，发热部4、第一和第二塑料部件1h、2h的发热部分达到高温，超过熔融温度。然后，第一和第二塑料部件1h、2h的抵接部熔融。若激光照射部7停止照射激光9，则发热部4停止发热，第一和第二塑料部件1h、2h的发热部分冷却并固化，完成焊接。焊接原理与已说明的第一实施方式相同，但第二实施方式中，一边将第一和第二塑料部件1h、2h焊接，一边在保持由支承构件3b和加压构件6夹持的多个塑料部件1h、2h与激光照射部7的激光出射位置的距离的情况下，将多个塑料部件1h、2h相对于激光照射部7的激光出射位置一点点沿传送方向移动。因此，将焊接范围和焊接强度累积性地扩大与使第一和第二塑料部件1h、2h移动的量相应的量。其结果，能将连接成线状的范围焊接。

图20是第二实施方式的焊接动作的流程图。图20中，从步骤st1到步骤st7与之前说明的图13相同，因此，省略说明。图20中，在发热部4的温度达到预先确定的第一温度范围时，继续照射激光(步骤st7)，转动驱动辊24，将第一和第二塑料部件1h、2h传送单位量(例如，激光的照射点的直径大小)(步骤st13)，在预先确定的长度的焊接完成时(步骤st14)，停止照射激光，缓和第一和第二塑料部件1h、2h和发热部4的按压力，解除紧贴(步骤st9)，发热部4冷却，在发热部4的温度冷却到预先确定的第二温度范围时(步骤st10)，使蜂鸣器鸣叫，结束焊接作业(步骤st12)。

在第二实施方式所涉及的激光焊接装置中，在第一实施方式的效果的基础上，由于利用焊接控制部8进行温度控制并控制第一和第二塑料部件1h、2h的传送量，因此，可累积性地扩大焊接范围，稳定地焊接线状的较长范围。

图21是第二实施方式所涉及的激光焊接装置的变形例。支承构件3d由发热部4、反射部14、热阻断部5构成，发热部4由反射部14和热阻断部5包围，与收纳于热阻断部5的底面凹部的弹簧22抵接，利用弹簧力将发热部4向上方作用。若如图21那样，则可利用弹簧22的作用力，使支承构件3d的发热部4的上表面从第一和第二塑料部件1h、2h的下方朝上方带来加压力。因此，可利用弹簧力的调整，将使支承构件3d的发热部4的上表面与第一和第二塑料部件1h、2h的下方接触的加压力成为具有所希望的值的稳定的力。

另外，发热部4具有上下移动的结构，因此，利用反射型温度计21作为温度传感器，将发热部4的温度信息反馈到焊接控制部8。

从图19到图21，说明了设置有在保持要焊接的塑料部件与激光照射部之间的距离一定的情况下，使多个塑料部件相对于激光照射部的激光出射位置移动的塑料部件移动单元的结构。

即，在上述实施方式中，示出了固定激光照射部7，并利用驱动辊24和加压辊夹持多个塑料部件1、2并使其移动的示例，但也可固定多个塑料部件，并取而代之，使激光照射部7和发热部4沿焊接对象构件(工件)的焊接线移动。

为了实现这种形态的激光焊接装置，图22示出第二实施方式所涉及的激光焊接装置的其它变形例。

图22中，将图21中说明并示出的组装具有发热部4的支承构件3d后的下外壳16c、及组装加压构件6、激光照射部7、焊接控制部8等后的上外壳23一体地以滑动自如的方式放置在移动引导台61上。移动引导台61的两端分别有垂直壁62、63立起，在垂直壁62、63上，以旋转自如的方式支承有在该垂直壁62、63之间延伸的丝杠64。在下外壳16c形成有沿水平方向贯通的孔，在该孔中切削出与丝杠64螺合的内螺纹，若使丝杠64旋转，则下外壳16c和上外壳23成为一体，并沿图的左右方向朝工件焊接线方向移动。65是旋转电动机，使丝杠64旋转。在图22的激光焊接装置中，将多个塑料部件1h、2h重叠在垂直壁62、63上，从垂直壁62、63上安装夹持件62a、63a，从而以静止状态固定于移动引导台61的垂直壁62、63。

在图22的激光焊接装置中，利用作为加压构件6的加压辊和引导辊25夹持多个塑料部件1h、2h，利用弹簧22将支承构件3d的发热部4按压于多个塑料部件1h、2h，使多个塑料部件1h、2h的焊接对象即各自的抵接面紧贴，使发热部4和与发热部4抵接的第一塑料部件1h的表面紧贴，从激光照射部7向发热部4照射激光9，使其发热，利用发热部4中产生的热量使塑料部件1h、2h的焊接对象部分焊接。利用反射型温度计21获得发热部4的温度信息，控制旋转电动机65的旋转量、即激光9的出射位置的传送量，累积性地扩大塑料部件1h、2h的焊接范围。

以上，说明了设置有在保持利用支承构件和加压构件夹持的多个塑料部件与激光照射部的激光出射位置之间的距离的情况下，使多个塑料部件和激光照射部的激光出射位置沿水平方向平行移动的塑料部件移动单元的示例、以及设置有激光照射部的移动单元的示例。

(第三实施方式)

图23是利用本发明第三实施方式所涉及的激光焊接方法进行焊接的塑料部件的分解立体图。第一塑料部件1i为薄的聚酰胺树脂等热塑性树脂制的圆形片材，第二塑料部件2i为相同的聚酰胺树脂等热塑性树脂制的中空圆筒。在将产生褶皱或波纹而难以处理的薄圆形的热塑性树脂片材与热塑性树脂的细刚性框架焊接时使用。本发明第三实施方式所涉及的激光焊接装置中，将作为第一塑料部件1i的薄的热塑性树脂制的圆形片材的外周附近表面与作为第二塑料部件2i的热塑性树脂制的中空圆筒的端面焊接。

图24是利用本发明第三实施方式所涉及的激光焊接方法进行焊接时的塑料部件的分解立体图。图25是利用本发明第三实施方式所涉及的激光焊接装置进行焊接时的塑料部件的剖视图。图25中，利用虚线示出利用激光照射部照射激光而焊接的焊接部分13的范围。

图26是表示本发明第三实施方式所涉及的激光焊接装置的概要的图。图26中，在设置于装置框架34a的底部的旋转支承构件35c上，使形成有发热部4d的支承构件3e旋转，在支承构件3e放置第一和第二塑料部件1i、2i。之后，利用加压构件6，使第一和第二塑料部件1i、2i的焊接对象范围的抵接面、支承构件3e的发热部4d及第一塑料部件1i紧贴保持。在这样保持的状态下，从安装于装置框架34上方的激光照射部7将激光9聚光并进行照射。

图27a中示出本发明第三实施方式所涉及的激光焊接装置的支承构件3e的俯视图。由环状的不锈钢板形成的发热部4d的上表面以外的表面被由石膏等绝热材料的容器形成的热阻断部5a包围。图27b中示出本发明第三实施方式所涉及的支承构件3e的剖视图。在支承构件的底部3f具有放置由热阻断部5a包围的发热部4的环状凹槽3g。图27b中，设为将发热部4d和热阻断部5a的一部分切除后的剖视图，明确示出环状凹槽3g。

若将由热阻断部5a包围的发热部4d放入环状凹槽3g，则在其上方形成有空间。该空间为焊接对象物收纳空间3h，重叠放置第一和第二塑料部件1i、2i。在底部3f，在焊接对象物收纳空间3h侧的相反侧，在中央部开设有嵌入旋转驱动部36a的转轴37a的转轴安装孔41。然后，在支承构件3e的外周切削出安装加压构件6的外螺纹3i。

使说明返回至图26，在设置于装置框架34a的底部的旋转支承构件35c放置图27中说明的支承构件3e，在支承构件3e的转轴安装孔41中嵌入安装有设置于装置框架34a的底部的电动机等旋转驱动部36a的转轴37a的前端。在支承构件3e的发热部4d上放置第一塑料部件1i和第二塑料部件2i，并盖上加压构件6。然后，使加压构件6的外框6c的内螺纹6d与支承构件的外螺纹3i螺合并拧紧，利用加压垫片6e按压第一塑料部件1i和第二塑料部件2i。由此，使第一塑料部件1i和第二塑料部件2i的焊接对象范围的抵接面紧贴。若利用旋转驱动部36a转动转轴37a，则支承构件3e旋转，第一塑料部件1i和第二塑料部件2i以使焊接对象范围的抵接面紧贴的状态旋转。

在装置框架34a上，沿装置框架34a的上表面安装有滑动的滑动构件38和步进电动机39，若安装于步进电动机39的轴的小齿轮摇动旋转，则切削有齿条的滑动构件38如留白箭头那样滑动。在滑动构件38放置有激光照射部7和焊接控制部8，激光照射部7照射的激光9的照射位置根据滑动构件38的动作，相对于旋转驱动部36a的转轴的轴心沿半径方向移动。另外，焊接控制部8与旋转驱动部36a的控制线、步进电动机39的控制线连接，焊接控制部8与焊接动作联动地控制旋转驱动部36a、步进电动机39。

若焊接控制部8利用旋转驱动部36a使支承构件3e旋转，并利用激光照射部7照射激光9，则激光9照射支承构件3e的发热部4d，激光9的轨迹画圆。在发热部4d中画圆的部分吸收激光9并产生热量，将第一和第二焊接部件1i、2i焊接。照射到发热部4d的激光9、在发热部4d中发热产生的热量被热阻断部5a遮挡，无法到达热阻断部5a之外，照射到发热部4d的激光9的能量变成热量。

若焊接控制部8利用步进电动机39，使滑动构件38相对于旋转驱动部36的转轴37a的轴心沿半径方向滑动，则激光9在支承构件3e的发热部4d所画的圆的大小发生变化，第一和第二塑料部件1i、2i的焊接范围累积性扩大。

图28是第三实施方式所涉及的激光焊接装置的焊接动作的流程图。图28中，从步骤st1到步骤st7与之前说明的图13相同，因此，省略说明。

图28中，在发热部4d的温度达到预先确定的第一温度范围时，继续照射激光(步骤st7)，利用旋转驱动部36a使第一和第二塑料部件1i、2i旋转单位量(步骤st15)，确认是否使其旋转同一直径即同一半径的一周的量并进行了焊接(步骤st16)。若确认旋转了同一半径的一周的量并进行了焊接，则利用步进电动机39使滑动构件38动作，使激光的出射位置沿半径方向移动单位量(步骤st17)。在确认对于预定的范围照射了激光、并完成预定范围的激光照射时(步骤st18)，停止照射激光，缓和第一和第二塑料部件1i、2i与发热部4d的按压力，解除紧贴(步骤st9)，发热部4d冷却，在发热部4d的温度冷却到预先确定的第二温度范围时(步骤st10)，使蜂鸣器鸣叫，结束焊接作业(步骤st12)。

这样，本发明第三实施方式所涉及的激光焊接装置中，可将作为第一塑料部件1i的薄的聚酰胺树脂等热塑性树脂制的圆形片材的表面与作为第二塑料部件2i的聚酰胺树脂等热塑性树脂制的中空圆筒的端面焊接。

(第四实施方式4)

图29中示出本发明的第四实施方式所涉及的使激光透射的第一和第二塑料部件1、2的激光焊接方法的原理。在本发明第四实施方式中，通过在支承构件3j设置空间部，从而形成利用了空气层的绝热效果的热阻断部5b，使发热部4中产生的热量不会到达热阻断部(空间部)5b之外。

更具体而言，图29的支承构件3j将第一和第二塑料部件1、2的焊接对象范围的抵接面的下方作为发热部4。而且，通过将发热部4的周围切削成环状并设置空间部，从而形成热阻断部5b。

在支承构件3j上放置第一和第二塑料部件1、2，利用加压构件6进行按压，使第一和第二塑料部件1、2的焊接对象范围的抵接面与发热部4紧贴，从激光照射部7将激光9从第一和第二塑料部件1、2的上方照射到支承构件3j的发热部4。

由于发热部4的上表面以外的各表面由热阻断部5包围，因此，支承构件3j的发热部4的发热部分(a)10中产生的热量传导到与发热部4的上表面紧贴的第一塑料部件1的发热部分(b)11，并进一步传导到第二塑料部件2的发热部分(c)12。这与已说明的第一实施方式相同。

此外，发热部4及第一和第二塑料部件1、2的发热部分(a)10、发热部分(b)11、发热部分(c)12达到高温，第一和第二塑料部件1、2超过熔融温度。然后，由于发热部4中产生的热量，第一和第二塑料部件1、2的抵接部熔融。若激光照射部7停止照射激光9，则发热部4的发热部分(a)10停止发热，第一和第二塑料部件1、2的抵接部的发热部分(b)11、发热部分(c)12冷却并固化，完成焊接。这与已说明的第一实施方式相同。

图30和图31中分别示出支承构件3j的底部的空间部形状的变形例。在图30的支承构件3j中，使位于环状的热阻断部5c内侧的发热部4的底部形状为倒圆锥台的形状。通过设为该形状，可使热量集中在激光照射的发热部4的中央附近。

在图31的支承构件3j中，使位于环状的热阻断部5d内侧的发热部4的底部形状为半球的形状。通过设为该形状，与图30的形状同样，可使热量集中在激光照射的发热部4的中央附近。

(第五实施方式)

图32是表示本发明第五实施方式所涉及的激光焊接装置的概要的图。本发明第五实施方式中，与本发明第三实施方式所涉及的激光焊接装置同样，将作为第一塑料部件1i的薄的聚酰胺树脂等热塑性树脂制的圆形片材的表面与作为第二塑料部件2i的聚酰胺树脂等热塑性树脂制的中空圆筒的端面焊接。本发明第五实施方式所涉及的激光焊接装置中，通过在支承构件3k设置空间部，从而形成有利用了空气层的绝热效果的热阻断部5e、5f。这与本发明第四实施方式相同。顺便提一下，本发明第五实施方式所涉及的激光焊接装置的其它结构部分与本发明第三实施方式所涉及的图26中所示的激光焊接装置相同，因此，省略对于重复部分的说明。

在说明本发明第五实施方式所涉及的激光焊接装置的动作之前，利用图33a、图33b、图33c，说明本发明第五实施方式所涉及的激光焊接装置的支承构件3k的结构。

图33a为支承构件3k的俯视图，图33b为支承构件3k的剖视图，图33c为支承构件3k的仰视图。通过在支承构件3k的发热部4的周围切削支承构件3k的材料而设置空间部，从而形成利用了空气层的绝热效果的热阻断部5e、5f。反之，将由在內周侧呈环状的热阻断部5e、和与该热阻断部5e为同心圆且在外周侧呈环状的热阻断部5f包围的环状部分用作为发热部4。

本发明第五实施方式所涉及的激光焊接装置中，如图32那样，将支承构件3k组装到激光焊接装置，若焊接控制部8利用旋转驱动部36a使支承构件3k旋转，并利用激光照射部7将激光9聚光并进行照射，则激光9的轨迹在支承构件3k的发热部4画圆。在发热部4中画圆的部分吸收激光9并产生热量，将第一和第二焊接部件1i、2i的紧贴的抵接面焊接。照射到发热部4的激光9、在发热部4中发热产生的热量被热阻断部5e和5f遮挡，无法到达该热阻断部5e和5f之外，照射到发热部4的激光9的能量变成热量。若焊接控制部8使滑动构件38滑动，则激光9在支承构件3k的发热部4所画的圆的大小发生变化，第一和第二塑料部件1i、2i的紧贴的抵接面的焊接范围累积性扩大。这样，本发明第五实施方式所涉及的激光焊接装置中，可将作为第一塑料部件1i的薄的聚酰胺树脂等热塑性树脂制的圆形片材的表面与作为第二塑料部件2i的聚酰胺树脂等热塑性树脂制的中空圆筒的端面焊接。

(第六实施方式)

图34为示出本发明的第六实施方式所涉及的使激光透射的第一和第二塑料部件1、2的激光焊接方法的原理的图。本发明第六实施方式中，通过切削支承构件3m的发热部4的周围而设置槽状的空间部，从而形成利用了空气层的绝热效果的热阻断部5b，在支承构件3m的发热部4的表面(上表面)涂布吸收激光9的树脂，形成激光吸收涂层部54。然后，与激光吸收涂层部54相邻地涂布反射激光的树脂，形成激光反射涂层部55。

在支承构件3m上放置第一和第二塑料部件1、2，利用加压构件6进行按压，使第一和第二塑料部件1、2的焊接对象范围的抵接面彼此、第一塑料部件1的表面及发热部4分别紧贴，利用激光照射部7从第一和第二塑料部件1、2的上方将激光9聚光并照射支承构件3m的发热部4。在本发明第六实施方式中，激光吸收涂层部54比维持不锈钢的表面时更快地吸收激光9。因此，在支承构件3m的发热部4的发热部分(a)10，在照射激光9的附近，激光能量集中并发热。然后，所产生的热量传导至激光吸收涂层部54的上表面紧贴的第一塑料部件1和第二塑料部件2。

与具有激光吸收涂层部54的发热部4紧贴的第一和第二塑料部件1、2达到高温，第一和第二塑料部件1、2超过熔融温度。然后，由于具有激光吸收涂层部54的发热部4中产生的热量，第一和第二塑料部件1、2的抵接部熔融。若激光照射部7停止照射激光9，则发热部4停止发热，第一和第二塑料部件1、2冷却并固化，完成焊接。

另外，在对涂布于发热部4的树脂利用特氟龙(teflon)等分离成型(forming-release)较好的材料时，在完成焊接之后，具有容易使第一和第二塑料部件1、2从发热部4剥落的效果。

图35是利用本发明第六实施方式所涉及的激光焊接方法进行焊接后的塑料部件的剖视图。图35中，在第一和第二塑料部件1、2的抵接面内，利用虚线表示利用激光照射部7照射激光9而焊接的焊接部分13，利用实线表示未焊接的范围来进行区别。

另外，激光照射部7也可沿与激光9的照射方向正交的方向移动，如沿图34所示的左右方向像留白箭头b那样移动，或沿图34的纵深方向移动等。此外，为了使激光9的照射角度变化，也可使激光9的光轴摆动。若使激光9的出射位置移动，或使激光9的照射角度变化，则照射激光9的被照射面的大小扩大，因此，焊接范围扩大，可增大焊接强度。这与第一实施方式相同。

(第七实施方式)

图36是利用本发明第七实施方式所涉及的激光焊接装置焊接的塑料部件的分解立体图，图37是表示利用本发明第七实施方式所涉及的激光焊接装置焊接的塑料部件焊接后的状态的外观立体图。图38是表示本发明第七实施方式所涉及的激光焊接装置的主要部分的图。而且，3n是表示本发明第七实施方式所涉及的激光焊接装置的支承构件的图。

本发明第七实施方式中，第一塑料部件1j为形成有凸缘的带台阶圆锥台，第二塑料部件2j为形成有凸缘的圆锥台，第一塑料部件1j和第二塑料部件2j均使激光透射，将在第一塑料部件1j上重叠覆盖第二塑料部件2j的凸缘彼此焊接。此外，在支承构件3n的发热部4的上表面的第一和第二塑料部件1j、2j的抵接面内，在与焊接对象范围部分对应的范围内涂布吸收激光9的树脂，形成激光吸收涂层部54。顺便提一下，激光焊接装置的其它结构部分与本发明第三实施方式所涉及的图26中所示的激光焊接装置相同，因此，对于重复部分省略说明。

图39a是本发明第七实施方式所涉及的激光焊接装置的支承构件3n的俯视图。通过切削支承构件3n的发热部4的周围而设置槽状的空间部，从而形成利用了空气层的绝热效果的热阻断部5e、5f，在支承构件3n的发热部4上涂布吸收激光9的树脂，形成激光吸收涂层部54。图39b是本发明第七实施方式所涉及的激光焊接装置的支承构件3n的剖视图。

使说明返回至图38，焊接控制部利用旋转驱动部36使支承构件3n旋转，利用激光照射部将激光聚光并进行照射时，激光在支承构件3n的发热部4画圆。在画圆后的发热部4产生热量，将第一和第二塑料部件1j、2j的凸缘的紧贴的抵接面焊接。在焊接控制部使滑动单元滑动时，激光的出射位置从旋转驱动部36a的转轴37a的轴心开始改变，激光在支承构件3n的发热部4所画的圆的大小发生变化。而且，将第一和第二塑料部件1j、2j的凸缘的紧贴的抵接面焊接的范围累积性地扩大。这样，在本发明第七实施方式所涉及的激光焊接装置中，可将作为第一塑料部件1j的带台阶圆锥台的凸缘与作为第二塑料部件2j的圆锥台的凸缘焊接。

(第八实施方式)

图40a、图40b是本发明第八实施方式所涉及的激光焊接装置的其它支承构件的图。在本发明第八实施方式中，通过切削支承构件3p的发热部4的周围而设置槽状的空间部，从而形成利用了空气层的绝热效果的热阻断部5e、5f，在支承构件3p的发热部4的上表面涂布吸收激光的树脂，形成激光吸收涂层部54。作为激光吸收材料，利用作为氧化铁等无机颜料的激光吸收性颜料、含有红外线吸收色素的墨水、黑色的油性涂料等。

然后，与激光吸收涂层部54相邻地涂布反射激光的树脂，形成激光反射涂层部55。原本在第一和第二塑料部件的抵接面内，在与焊接对象范围部分对应的范围外不会照射激光，在与第一和第二塑料部件的焊接对象范围的抵接面对应的范围外，使得不会产生不必要的发热。由此，具有可高效地进行激光焊接的效果。图40a是支承构件3p的俯视图，图40b为支承构件3p的剖视图。

(第九实施方式)

图41是利用本发明第九实施方式所涉及的激光焊接方法进行焊接的塑料部件的分解立体图。第一塑料部件1k为薄圆板，第二塑料部件2k为环状板。作为第一塑料部件1k的圆板的外周面收纳在作为第二塑料部件2k的环状板的孔的内周面，利用这种较弱的过盈配合，以彼此紧贴的方式进行嵌合。在本发明第九实施方式中，将圆板的外周面和环状板的孔的内周面以对接焊的方式进行激光焊接。图42是利用本发明第九实施方式所涉及的激光焊接方法进行焊接时的塑料部件的外观立体图。图42中，利用虚线示出焊接的部分。例如，可用于在第一塑料部件1k的薄圆板为无刚性的柔软材质时，焊接有刚性的硬材质的外框，形成易于处理的一个部件时等。

图43是本发明第九实施方式的激光装置的概略图。在装置框架34上放置两个激光照射部7，在两处照射激光，使图41所示的第一和第二塑料部件1k、2k的紧贴的嵌合面同时焊接。这样，若存在配置多个激光照射部7的部位，则能提高效率。另外，也可将一个激光照射部7的激光经由多个光纤同时对多处进行激光照射。图43中，除放置两个激光照射部7、以及将第一塑料部件1k的圆板的外周面和第二塑料部件2k的圆环状的孔的内周面以对接焊的方式进行激光焊接以外，其它结构与图38中说明的第七实施方式相同，因此，省略各部分的说明和动作说明。

以上，说明了设置有在保持利用支承构件和加压构件夹持的圆形或圆环状的多个塑料部件与激光照射部之间的距离一定的情况下，使多个塑料部件相对于激光照射部的激光出射位置绕转轴37a周围(沿水平方向)旋转移动的塑料部件移动单元的情况。

(第十实施方式)

图44为示出本发明的第十实施方式所涉及的使激光透射的板状的第一和第二塑料部件1、2的激光焊接方法的原理的图。图44中，通过切削支承构件3r的发热部4的周围而设置槽状的空间部，从而形成利用了空气层的绝热效果的热阻断部5b，在支承构件3r的发热部4的上表面的与第一和第二塑料部件1、2的焊接对象范围的抵接面对应的范围涂布吸收激光9的树脂，形成激光吸收涂层部54。然后，与激光吸收涂层部54相邻地涂布反射激光的树脂，形成激光反射涂层部55。

本发明第十实施方式中，在第一塑料部件1上重叠有第二塑料部件2的端部时形成的台阶部分78上，重叠有由例如硅胶等具有弹性的材质形成的加压构件6，利用箭头a所示的按压源，将第一和第二塑料部件1、2的台阶部分78和其附近的抵接面以紧贴的方式进行按压。

在支承构件3r上放置第一和第二塑料部件1、2，利用加压构件6进行按压，使第一和第二塑料部件1、2的抵接面紧贴，从第一和第二塑料部件1、2的上方由激光照射部7将激光9照射支承构件3r的发热部4的激光吸收涂层部54的台阶部分78、即第二塑料部件2的端面所在的位置。

在本发明第十实施方式中，激光吸收涂层部54比维持不锈钢的表面时更快地吸收激光9。因此，在支承构件3r的发热部4，在照射激光9的附近、也就是说台阶部分78即第二塑料部件2的端面所在的位置，激光能量集中并发热。然后，所产生的热量传导至激光吸收涂层部54的上表面紧贴的第一塑料部件1和第二塑料部件2。

与具有激光吸收涂层部54的发热部4紧贴的第一和第二塑料部件1、2达到高温，第一和第二塑料部件1、2超过熔融温度。然后，由于具有激光吸收涂层部54的发热部4中产生的热量，第一和第二塑料部件1、2的抵接部熔融。此时，台阶部分78即第二塑料部件2的端面所在的位置由加压构件6进行按压，因此，台阶部分78埋入到第一塑料部件1中，台阶部分的台阶平滑地连接。一边进行该激光焊接作业，一边如第二实施方式中说明地那样，使板状的第一和第二塑料部件1、2沿台阶部分78的边平行移动时，板状的第一和第二塑料部件1、2以台阶部分78平滑连接的形态进行焊接。若激光照射部7停止照射激光9，则发热部4停止发热，第一和第二塑料部件1、2冷却并固化，完成焊接。

图45是利用本发明第十实施方式所涉及的激光焊接方法进行焊接后的塑料部件的剖视图。台阶部分78即第二塑料部件2的端面所在的位置由加压构件6进行按压，台阶部分78埋入到第一塑料部件中，以台阶部分78的台阶平滑地连接的形态进行焊接。图45中，在第一和第二塑料部件1、2的抵接面内，利用虚线表示利用激光照射部7照射激光9而焊接的焊接部分13，利用实线表示未焊接的范围来进行区别。

(第十一实施方式)

图46是表示本发明第十一实施方式所涉及的激光焊接装置图的原理的图。本发明第十一实施方式中，将呈管状的第一塑料部件1m和同样呈管状的第二塑料部件2m焊接。

图46中，支承构件3s在中央具有圆柱部分，具有在圆柱的两端面使细杆状部分突出的形态。细杆状部分存在具有一定长度的平滑外周的部分，在前端切削出螺纹。具有一定长度的平滑外周的部分以与圆柱部分的两端面接触的方式贯通由反射激光的反射材料形成的环状板的反射部14a，接着，贯通由石膏等绝热材料形成的中空圆筒状的热阻断部5g，穿透上述构件而突出的螺钉部与分别预先切削出内螺纹的右侧轴72和左侧轴73进行螺钉紧固。由此，作为支承构件3s，在轴向的中央具有发热部4，在其旁边具有反射部14a(两端2处)，除此之外配置有热阻断部5g(左右2处)。

如图46那样，在支承构件3s上依次覆盖第一和第二塑料部件1m、2m以及管状的加压构件6，该加压构件6在嵌合时，利用弹性力将第一和第二塑料部件1m、2m的外周紧固，且由使激光透射的弹性橡胶形成。该管状的加压构件6的内径小于第二塑料部件的外径，因此，该加压构件的弹性力成为箭头a所示的按压源。

然后，在从激光照射部7照射激光9时，激光9透射加压构件、第一和第二塑料部件1m、2m，被支承构件3s的发热部4吸收，可利用发热部4的热量将第一和第二塑料部件1m、2m焊接。

另外，激光照射部7也可在与激光9的照射方向正交的方向上移动，如在图46的左右方向上像留白箭头b那样朝支承部件3s的轴向移动，或绕着支承构件3s的轴移动等。此外，为了使激光9的照射角度变化，也可使激光9的光轴摆动。若使激光9的出射位置移动，或使激光9的照射角度变化，则照射激光9的被照射面的大小扩大，因此，焊接范围扩大，可增大焊接强度。这与第一实施方式相同。

图47是利用本发明第十实施方式所涉及的激光焊接方法进行焊接后的呈管状的塑料部件的剖视图。图47中，在第一和第二塑料部件1m、2m的抵接面内，利用虚线表示利用激光照射部7照射激光9而焊接的范围(焊接部分13)，利用实线表示未焊接的范围来进行区别。

图48a为了理解发明而示出发热部4附近的部件形状，示出在具有发热部4的支承构件3s的两端突出的左右杆状部分分别安装反射部14、热阻断部5，在杆状部分前端的螺钉部将右侧轴72和左侧轴73螺钉紧固的状态。图48b为上述构件的分解图。由于发热部4的外径大于反射部14和热阻断部5的外径，因此，在发热部4中嵌入第一和第二塑料部件，并利用加压构件6进行按压时，由发热部4支承的范围的第一和第二塑料部件的抵接面、发热部4和与发热部4抵接的第一塑料部件的表面紧贴。然后，从激光照射部7向发热部4照射激光9。激光9被支承构件3s的发热部4吸收，可利用发热部4的热量将第一和第二塑料部件1、2焊接。

(第十二实施方式)

图49是表示本发明第十二实施方式所涉及的激光焊接装置的原理的图。本发明第十二实施方式中，与第十一实施方式同样，将呈管状的第一塑料部件1m和同样呈管状的第二塑料部件2m焊接，但支承构件3t的结构不同。图49的支承构件3t如图50中详细描述地那样，通过将呈长度较短的杆状的实心部3w与呈具有中空孔的管状的支承构件3t的管部3u的中空孔3v进行热铆接的方法来制作。实心部3w的长度设为与呈管状的第一和第二塑料部件1m、2m的要焊接的焊接对象范围的长度相同的程度或为该长度以上，在观察到富余时，设为焊接范围的长度的数倍左右。

如图49那样，在支承构件3t上依次覆盖第一和第二塑料部件1m、2m以及加压构件6，在第一和第二塑料部件1m、2m的抵接面内，形成使与发热部4相对的范围彼此紧贴，且使第一塑料部件1m的表面与发热部4紧贴的状态，从激光照射部7向发热部4照射激光9。于是，激光9被支承构件3t的发热部4吸收，可利用发热部4的热量将第一和第二塑料部件1m、2m焊接。

另外，激光照射部7也可在与激光9的照射方向正交的方向上移动，如在图49的左右方向上像留白箭头b那样朝支承部件3t的轴向移动，或绕着支承构件3t的轴移动等。此外，为了使激光9的照射角度变化，也可使激光9的光轴摆动。若使激光9的出射位置移动，或使激光9的照射角度变化，则照射激光9的被照射面的大小扩大，因此，焊接范围扩大，可增大焊接强度。这与第一实施方式相同。

图50(a)～(e)是表示制作本发明第十二实施方式所涉及的激光焊接装置中使用的支承构件3t的过程的图。图50(a)示出将实心部3w放入支承构件的管部3u前的彼此分离的状态。图50(b)示出对管部3u进行加热，使中空孔3v的内径膨胀并扩大，从一端开始，利用未图示的细杆等按压实心部3w，使其进入中空孔3v中的状态。图50(c)示出将实心部3w按压到中空孔3v的规定位置并停止管部3u的加热的状态。图50(d)示出管部3u冷却，中空孔3v的内径收缩，夹住实心部3w的外表面的状态。图50(e)示出管部3u在保持夹住实心部3w的状态下完全冷却，将实心部3w一体地固定在管部3u的中空孔3v中的状态。

上述那样将实心部3w一体地固定在中空孔3v中的支承构件3t中，实心部3w的进入部分实现支承构件3t的发热部4的功能，发热部4的两侧的中空孔3v起到作为阻断发热部4的热量的热阻断部5h的功能。

图51是本发明第十二实施方式所涉及的激光焊接装置的焊接动作的流程图。图51中，从步骤st1到步骤st7与之前说明的图13相同，因此，省略说明。图51中，在发热部4的温度达到预先确定的第一温度范围时，继续照射激光(步骤st7)，利用支承构件旋转部75使支承构件3t、第一和第二塑料部件1m、2m旋转单位量(例如，进行1/4旋转或1/3旋转)(步骤st19)。然后，若旋转在同一轴位置(轴线方向的规定位置)焊接所需的规定旋转次数，则视为在同一轴位置的焊接完成(步骤st20)，使激光的出射位置沿轴向移动单位量(例如激光的照射点的直径大小)(步骤st21)。然后，若预定的轴向移动结束，则设为预定的激光照射完成(步骤st22)，停止照射激光(步骤st23)，发热部4冷却，在发热部4的温度冷却到预先确定的第二温度范围为止时(步骤st10)，使蜂鸣器鸣叫，结束焊接作业(步骤st12)。

这样，在本发明第十二实施方式所涉及的激光焊接装置中，将管状的第一和第二塑料部件焊接。

(第十三实施方式)

图52是表示对本发明第十三实施方式所涉及的激光焊接装置的支承构件放入绝热材料的过程的图。本发明第十三实施方式中，在对管状的第一和第二塑料部件进行支承的支承构件3t的发热部的两端填入玻璃纤维等绝热材料86来进行使用。

图52(a)～(c)是表示对本发明第十三实施方式所涉及的激光焊接装置中使用的支承构件3t安装绝热材料的过程的图。图52(a)中示出将绝热材料86放入支承构件3t的管部3u前的彼此分离的状态。图52(b)中示出利用未图示的细杆等将绝热材料86压入到中空孔3v并配置在发热部4附近的过程的状态。图52(c)中示出了将绝热材料86配置在发热部4附近的状态。这样，利用中空孔3v的开口部将玻璃纤维等绝热材料86压入到发热部4旁边，并配置在发热部4的两端面，从而实现玻璃纤维等的绝热效果，可获得作为热阻断部的功能。

(第十四实施方式)

本发明第十四实施方式中，在支承构件3x的发热部4的上表面的与第一和第二塑料部件的焊接对象范围的抵接面对应的范围内涂布吸收激光的树脂，形成激光吸收涂层部96。

图53a为本发明第十四实施方式所涉及的激光焊接装置中使用的支承构件3x的剖视图，图53b是本发明第十四实施方式所涉及的激光焊接装置中使用的支承构件3x的外观图。

作为已说明的图49所示的本发明第十二实施方式的支承构件3t的代替，利用上述支承构件3x，在支承构件3x上依次覆盖第一和第二塑料部件及加压构件，从激光照射部照射激光时，激光从支承构件3x的激光吸收涂层部96被吸收到发热部4，利用发热部4的热量，可将第一和第二塑料部件1、2焊接。

(第十五实施方式)

本发明第十五实施方式中，如图54那样，在支承构件3y的发热部4的上表面的与第一和第二塑料部件的焊接对象范围的抵接面对应的范围内涂布吸收激光的树脂，形成激光吸收涂层部96。然后，在与激光吸收涂层部96相邻的左右2处涂布反射激光的树脂，形成激光反射涂层部97。

图54a为本发明第十五实施方式所涉及的激光焊接装置中使用的支承构件3y的剖视图，图54b是本发明第十五实施方式所涉及的激光焊接装置中使用的支承构件3y的外观图。

作为已说明的图53所示的支承构件3x的代替，利用图54所示的支承构件3y，在支承构件3y上依次覆盖第一和第二塑料部件及加压构件，从激光照射部照射激光时，激光从支承构件3y的激光吸收涂层部96被吸收到发热部4，利用发热部4的热量，可将第一和第二塑料部件焊接。然后，通过形成有激光反射涂层部97，在原本没有照射激光的预定的发热部4的相邻部分，可使得不会产生不必要的发热。

(第十六实施方式)

本发明第十六实施方式中，如图55那样，将支承构件3z的发热部4的上表面的与第一和第二塑料部件的焊接对象范围的抵接面对应的范围沿轴向划分成多个区域(例如96a～96e)，对该每一区域涂布激光的吸收率不同的树脂，形成激光吸收涂层部96。然后，在激光吸收涂层部96中，如图56所示，作为模式a，具有区域96a的激光吸收率较低，区域96b的激光吸收率为中等程度，区域96c的激光吸收率较高，区域96d的激光吸收率为中等程度，区域96e的激光吸收率较低的趋势，可选择利用具有如上模式a的趋势的发热部、或具有模式b、模式c的趋势的发热部。图56将模式a、模式b、模式c的区域96a～96e的各自的激光吸收率的组合作为一览表来示出。图57中在视觉上示出模式a、模式b、模式c的区域96a～96e的各自的激光吸收率的组合。即，在模式a中，发热部的中央的吸收率呈山形而较高，模式b中，发热部的中央附近的吸收率平均较高，模式c中，发热部的两端的吸收率变高。

这样，可使发热部的激光吸收率具有所希望的趋势，因此，可根据位置来决定焊接程度的强弱。

(第十七实施方式)

图58是表示本发明第十七实施方式所涉及的激光焊接方法的原理的图。图58中，相对于支承构件3y的发热部中央位置，在左侧覆盖呈管状的第一塑料部件1n，在右侧覆盖呈管状的第二塑料部件2n，将第一和第二塑料部件1n、2n各自的端面对接，利用使激光透射的管状的加压构件6对以对接的端面为中心的附近进行按压，使作为抵接面的端面紧贴。75是未图示的支承构件3y的旋转部，通过该旋转部75，利用卡盘等将卡住呈管状的支承构件3y的端部，使支承构件3y绕着其轴旋转。

利用焊接控制部8，控制支承构件3y的旋转部75和激光照射部7，一边使第一和第二塑料部件1n、2n旋转，一边利用激光照射部7对第一和第二塑料部件1n、2n的端面的对接部分照射激光9时，支承构件3y的发热部4吸收激光而发热，将第一和第二塑料部件1n、2n的紧贴的端面焊接。

另外，激光照射部7也可在与激光9的照射方向正交的方向上移动，如在图58的左右方向上像留白箭头b那样朝支承部件3s的轴向移动，或绕着支承构件3y的轴移动等。此外，为了使激光9的照射角度变化，也可使激光9的光轴摆动。若使激光9的出射位置移动，或使激光9的照射角度变化，则照射激光9的被照射面的大小扩大，因此，焊接范围扩大，可增大焊接强度。这与第一实施方式相同。

图59是利用本发明第十七实施方式所涉及的激光焊接方法进行焊接的塑料部件的剖视图。利用虚线示出使左侧的第一塑料部件1n的端面和右侧的第二塑料部件2n的端面对接的抵接面被焊接的情况。

(第十八实施方式)

图60是表示本发明第十八实施方式所涉及的激光焊接方法的原理的图。本发明的第十八实施方式中，构成为对在呈管状的第一塑料部件1p的周面上重叠有呈管状的第二塑料部件2p的端部时形成的台阶部分88和其附近进行激光焊接。

利用焊接控制部8，控制支承构件3y的旋转部75和激光照射部7，一边使第一和第二塑料部件1p、2p旋转，一边利用激光照射部7对将第一和第二塑料部件1p、2p的端部重叠时形成的台阶部分88和其附近照射激光9时，支承构件3y的发热部4吸收激光9而发热，将第一和第二塑料部件1p、2p的紧贴的台阶部分88和其附近焊接。

另外，激光照射部7也可在与激光9的照射方向正交的方向上移动，如在图60的左右方向上像留白箭头b那样朝支承部件3y的轴向移动，或绕着支承构件3y的轴移动等。此外，为了使激光9的照射角度变化，也可使激光9的光轴摆动。若使激光9的出射位置移动，或使激光9的照射角度变化，则照射激光9的被照射面的大小扩大，因此，焊接范围扩大，可增大焊接强度。这与第一实施方式相同。

图61是利用本发明第十八实施方式所涉及的激光焊接方法进行焊接的呈管状的塑料部件的剖视图。图61中，在呈管状的第一和第二塑料部件1p、2p的抵接面内，利用虚线表示利用激光照射部7照射激光9而焊接的焊接部分13，利用实线表示未焊接的范围来进行区别。

本发明第十一实施方式至第十八实施方式中，说明了将呈管状的第一塑料部件和同样呈管状的第二塑料部件焊接的示例。可将呈管状的第一和第二塑料部件焊接意味着可实现例如用于医疗的导管筒彼此的激光焊接、同样用于医疗的导管筒和球状导管的激光焊接，因此，可期待在将医疗设备领域中使用的使激光透射的多个塑料部件彼此直接进行激光焊接的其它情况下也广泛起作用。

以上，说明了设置有在保持利用支承构件和加压构件夹持的多个塑料部件与激光照射部的激光出射位置之间的距离的情况下，使多个塑料部件绕着与朝向发热部的激光照射方向正交的轴周围旋转的塑料部件移动单元的情况。

(第十九实施方式)

图62中，作为本发明的第十九实施方式所涉及的使激光透射的多个塑料部件的激光焊接方法，示出第一和第二塑料部件1、2的激光焊接方法的原理的图。图62中，1、2是作为焊接对象的第一和第二塑料部件。另外，对于将焊接对象设为3个塑料部件的情况，后面利用图63进行阐述。

本发明第十九实施方式所涉及的图62的激光焊接装置中，一并使用透射加压构件6、第一和第二塑料部件的第一激光(近红外激光)9a、及波长不同的第二激光(远红外激光)9b，作为加压构件6的材料，使用虽然使第一激光(近红外激光)9a透射、但吸收第二激光(远红外激光)9b的材料(例如硅胶等)。

第一激光照射部7a例如为半导体激光器，透射加压构件6、第一和第二塑料部件1、2，对由支承构件3a支承的发热部4的表面照射第一激光9a。此外，该第一激光9a的波长为700nm～1200nm的范围，优选为800nm～1000nm。

第二激光照射部7b例如为co2激光器，作为第二激光9b，照射远红外激光。该第二激光9b的波长例如为10640nm。由该第二激光照射部7b照射的第二激光9b照射加压构件6和第一塑料部件1的抵接面。第二激光9b对加压构件6和第一塑料部件1的抵接面进行倾斜照射，因此，预先聚光成椭圆状，在照射加压构件6和第一塑料部件1的抵接面时，短径侧延伸而形成圆。

若照射第一激光9a，则在支承构件3a的发热部4中产生热量。此外，若照射第二激光9b，则在加压构件6中产生热量。若同时照射第一和第二激光9a、9b，则在夹持第一和第二塑料部件1、2的下表面侧的支承构件3a的发热部4和上表面侧的加压构件6双方中产生热量。第十九实施方式中，利用因上述第一激光9a而在支承构件3a的发热部4中产生的热量、和因第二激光9b而在加压构件6中产生的热量，通过对第一和第二塑料部件1、2进行支承的一侧、及利用加压构件6按压的一侧这两侧的热量，将第一和第二塑料部件1、2的抵接面内与发热部4一起紧贴的范围进行焊接。特别是，利用第二激光9b对第二塑料部件2进行加热，因此，具有即使在第二塑料部件2的厚度较厚的情况下，也可迅速地将第一和第二塑料部件1、2焊接的效果。

图62对图5所示的结构追加第二激光照射部7b，利用第二激光9b从左斜上方照射加压构件6和其下方的第二塑料部件2的抵接面。在此情况下，因照射第二激光9b而使加压构件6发热。加压构件6的表面的热量向周围扩散并散热，但热量会积聚在加压构件6与第二塑料部件2之间。若第二激光照射部7b继续照射激光，则加压构件6与第二塑料部件2之间的热量累积并增加，到达第一和第二塑料部件1、2的抵接面。然后，与来自发热部4的热量合在一起，第一和第二塑料部件1、2的抵接面在因发热部4而紧贴的范围内熔融、冷却、固化来焊接。

图63是表示本发明第十九实施方式所涉及的激光焊接方法的原理的变形例的图。该变形例中，示出利用第一和第二激光9a、9b将三个塑料部件1、2a、2b焊接的情况。若第一激光9a透射三个塑料部件1、2a、2b并照射发热部4，则在发热部4中产生热量。另一方面，若第二激光9b照射加压构件6，则在加压构件6中产生热量。在发热部4中产生的热量传导至第一塑料部件1和第二塑料部件2a紧贴的焊接对象范围的抵接面。此外，在加压构件6中产生的热量传导至第二塑料部件2a和第三塑料部件2b紧贴的焊接对象范围的抵接面。若继续照射第一和第二激光9a、9b，则三个塑料部件1、2a、2b各自的焊接对象范围的抵接面熔融。若停止照射第一和第二激光9a、9b，进行冷却，则会固化，第一塑料部件1和第二塑料部件2a焊接，第二塑料部件2a和第三塑料部件2b也焊接。

在从第一和第二激光照射部照射的第一和第二激光9a、9b的能量比焊接三个塑料部件1、2a、2b所需的热能足够大时，三个塑料部件1、2a、2b在焊接对象范围处焊接。这样，在本发明中，可将多个塑料部件进行激光焊接。

(第二十实施方式)

图64是表示本发明第二十实施方式所涉及的激光焊接装置的概要的图。本发明第二十实施方式所涉及的激光焊接装置中，一并使用透射第一和第二塑料部件1、2的第一激光(近红外激光)9a、及波长不同的第二激光(远红外激光)9b，作为加压构件，将使用虽然使第一激光(近红外激光)9a透射、但吸收第二激光(远红外激光)9b的材料(例如硅胶等)的加压板6f覆盖在第二塑料部件2上。

图64示出如下结构：对图19所示的结构追加第二激光照射部7b，在第二塑料部件2上覆盖作为虽然使第一激光(近红外激光)9a透射、但吸收第二激光(远红外激光)9b的加压构件的加压板6f，利用第二激光9b从右斜上方进行照射。

若同时照射第一和第二激光9a、9b，则在夹持第一和第二塑料部件1、2的下侧的支承构件3b的发热部4和上侧的加压板6f双方中产生热量。第二十实施方式中，利用因上述第一激光9a而在支承构件3b的发热部4中产生的热量、和因第二激光9b而在加压板6f中产生的热量，通过对第一和第二塑料部件1、2进行支承的一侧、及利用加压板6f按压的一侧这两侧的热量，将第一和第二塑料部件1、2的抵接面进行焊接。

(第二十一实施方式)

图65是表示本发明第二十一实施方式所涉及的激光焊接装置的概要的图。本发明第二十一实施方式所涉及的激光焊接装置中，一并使用透射第一和第二塑料部件1、2的第一激光(近红外激光)9a、及波长不同的第二激光(远红外激光)9b，作为加压构件，将使用虽然使第一激光(近红外激光)9a透射、但吸收第二激光(远红外激光)9b的材料(例如硅胶等)的加压板6f覆盖在第二塑料部件2上。

图65示出如下结构：对图32所示的结构追加第二激光照射部7b，在第二塑料部件2上覆盖作为虽然使第一激光(近红外激光)9a透射、但吸收第二激光(远红外激光)9b的加压构件的加压板6f，利用第二激光9b从右斜上方进行照射。

若同时照射第一和第二激光9a、9b，则在夹持第一和第二塑料部件1、2的下侧的支承构件的发热部4和上侧的加压板6f双方中产生热量。第二十一实施方式中，利用因上述第一激光9a而在支承构件3k的发热部4中产生的热量、和因第二激光9b而在加压板6f中产生的热量，通过对第一和第二塑料部件1、2进行支承的下侧、及利用加压板6f按压的上侧这两侧的热量，将第一和第二塑料部件1、2的抵接面进行焊接。

(第二十二实施方式)

图66是表示本发明第二十二实施方式所涉及的激光焊接装置的概要的图。本发明第二十二实施方式所涉及的激光焊接装置中，一并使用透射第一和第二塑料部件1p、2p的第一激光(近红外激光)9a、及波长不同的第二激光(远红外激光)9b，作为加压构件6的材料，使用吸收第二激光9b的硅胶等材料。

图66示出如下结构：对图58所示的结构追加第二激光照射部7b，相对于支承构件3y的转轴，从与第一激光照射部7a不同的位置、例如第一激光照射部7a的相反侧利用第二激光9b进行照射。该管状的加压构件6的内径小于第二塑料部件2p的外径，因此，该加压构件6的弹性力成为将第一和第二塑料部件1p、2p向中心轴侧按压的按压源。

若同时照射第一和第二激光9a、9b，则在夹持第一和第二塑料部件1、2的内侧的支承构件3y的发热部4和外侧的加压构件6双方中产生热量。第二十二实施方式中，利用因上述第一激光9a而在支承构件3y的发热部4中产生的热量、和因第二激光9b而在加压构件6中产生的热量，通过对第一和第二塑料部件1p、2p进行支承的内侧、及利用加压构件6按压的外侧这两侧的热量，将第一和第二塑料部件1p、2p的抵接面内因发热部4而紧贴的范围进行焊接。

上述第一实施方式至第二十二实施方式的说明中，主要说明了将第一和第二塑料部件进行激光焊接的情况，但也可在支承构件的发热部上重叠放置三个以上的塑料部件，将焊接对象范围的抵接面的某一部分和发热部重叠，利用加压构件进行按压使其紧贴，将激光聚光并进行照射，使发热部发热，利用该热量将三个以上的塑料部件的焊接对象范围的抵接面焊接。这是由于，只要将三个以上塑料部件重叠后的厚度处于支承构件的发热部的热量可达到作为焊接范围的各自的抵接面中焊接所需的热量以上的范围，就能进行焊接。特别是，在重叠的塑料部件的数量较多时，或者与发热部重叠的塑料部件的厚度较厚时，优选为将第十九实施方式至第二十二实施方式中说明的第一激光(近红外激光)9a和第二激光(远红外激光)9b同时照射，将焊接对象范围的抵接面加热并焊接。

(第二十三实施方式)

图67表示本发明第二十三实施方式的原理图。图67将下外壳用作为支承构件103，以露出发热部4的上表面的状态进行支承。在支承构件103的内部开设空洞18b以作为供冷却材料17通过的冷却通路18的一部分，从空洞18b向发热部4的周围和支承构件103的侧面开口有排热口18c。在支承构件103安装有冷却材料提供部18a，从冷却材料提供部18a通过冷却通路18将冷却材料17送入空洞18b。冷却材料17通过发热部4的底面和侧面，吸取发热部4的热量而冷却，并将所吸取的热量从发热部4的周围和支承构件103的侧面的排热口18c排出到外部。其它结构与图15相同，因此省略说明。

图68中示出图67中说明的第二十三实施方式的流程图。图68中，在步骤st4中判定为发热部的温度高于第一温度范围时，在步骤st6中减少激光照射量，之后判定发热部的温度的高低程度是步骤st6中减少了激光照射量后即可的程度(普通)还是不够的程度(过高)(步骤st30)。若发热部的温度的高低程度为减少了激光照射量后不够的程度(过高)，则将冷却材料17从冷却通路18送入空洞18b，吸取发热部4的底面和侧面的热量以进行冷却，将所吸取的热量从发热部4的周围和侧面的排热口18c排出到外部(步骤st31)。由此，将发热部4冷却，使其温度保持在所希望的温度范围内。在判断为发热部4的温度的高低程度为减少了激光照射量后即可的程度时，不将冷却材料17喷出到发热部4而照射激光(步骤st3)。其它结构的流程图与图15相同，因此省略说明。

图69表示本发明第二十三实施方式的原理的变形例。图69中，利用板状的反射部14包围发热部4的侧面的上半部分，利用热阻断部5包围其外侧。发热部4的侧面的下半部分和底面暴露于支承构件103a内的空洞18b中。然后，将第一温度传感器15a设置于发热部4的上半部分中，将第二温度传感器15b设置于发热部4的下半部分中，将发热部4的上半部分的温度信息和下半部分的温度信息传送到焊接控制部8。若利用冷却材料提供部18a将冷却材料17送入空洞18b，则冷却材料17从暴露于空洞18b中的发热部4的侧面的下半部分和底面吸取热量，将所吸取的热量从排热口18c排出到外部。因此，暴露于空洞18b中的发热部4的下半部分起到作为散热部80的功能。

图70中示出图69中说明的第二十三实施方式的变形例的流程图。图70中，在步骤st4中判定为发热部的温度高于第一温度范围时，在步骤st6中减少激光照射量，之后判定发热部4的下半部分(即散热部80)的温度是高于还是低于预定温度(步骤st32)。若发热部4的下半部分(即散热部80)的温度高于预定温度，则将冷却材料17从冷却通路18送入空洞18b，吸取发热部4的下半部分(即散热部80)的底面和侧面的热量以进行冷却，将所吸取的热量从排热口18c排出到外部(步骤st33)。由此，使发热部4的温度保持在所希望的温度范围内。在判断为发热部4的下半部分(即散热部80)的温度低于预定温度时，不将冷却材料17喷出到发热部4而照射激光(步骤st3)。其它部分的流程图与图15及图68相同，因此省略说明。

图71表示本发明第二十三实施方式的原理的其它变形例。图71中，使图69的发热部的下半部分(即散热部80)的材料为铝或铜等热传导率较高的金属，而非上半部分的不锈钢，从而提高散热效果。

由于铝、铜等也是反射激光的反射材料，因此，图71中，使包围作为发热部4的上半部分的不锈钢的周围的反射部14具有比作为发热部4的上半部分的不锈钢的底面要向下方延伸的形状。此外，图71中，在将包围作为发热部4的上半部分的不锈钢的周围的反射部14进一步包围的热阻断部5之外，还形成有将冷却材料17喷出到发热部4的上表面的排热口18c。吸取散热部80的底面和侧面的热量并排出到外部的排热口18c的大小与图69相比变小是为了使冷却材料17易于面向发热部4的上表面。该变形例的流程图与图70相同，因此省略图示和说明。

如以上说明地那样，本发明实现能将使激光透射的多个塑料部件彼此直接进行焊接的新激光焊接方法及激光焊接装置。

此外，在上述说明中，说明了作为第一和第二塑料部件，将板状的塑料部件、管状的塑料部件、杆状的塑料部件等进行激光焊接的情况。此外，还说明了本发明可适用于即使多个塑料部件为块状，但在带凸缘时也可将凸缘彼此进行焊接的结构。

另外，板状的塑料部件的激光焊接方法和片材状的塑料部件的激光焊接方法是共通的，因此，在上述说明中省略了将片材状的塑料部件进行激光焊接的情况的说明。

(本发明的形态)

本发明的第1形态所涉及的激光焊接装置包括：

支承构件，该支承构件包含发热部，该发热部具有根据多个塑料部件的焊接对象范围的大小来限定的大小，由吸收激光并发热的材质形成，且发热至所述塑料部件的熔融温度以上；

激光照射单元，该激光照射单元将透射多个所述塑料部件的激光进行聚光，越过多个所述塑料部件向所述发热部照射所述激光；及

焊接控制单元，该焊接控制单元利用所述激光照射单元将激光照射到所述发热部，使所述发热部发热，利用产生的热量将多个所述塑料部件的焊接对象范围的抵接面焊接。

本发明的第2形态所涉及的激光焊接装置在所述第1形态中，所述支承构件中，所述发热部的周围进一步由进行绝热的热阻断部、反射所述激光的反射部及传导所述发热部的热量的导热部中的至少任一方包围。

本发明的第3形态所涉及的激光焊接装置在所述第1或第2形态中，还具有加压单元，该加压单元与所述支承构件的发热部一起夹持多个所述塑料部件，将多个所述塑料部件的作为焊接对象范围的抵接面彼此朝紧贴的方向加压。

本发明的第4形态所涉及的激光焊接装置在所述第2形态中，所述支承构件具有空间部，以作为所述热阻断部。

本发明的第5形态所涉及的激光焊接装置在所述第1形态中，所述支承构件中，进一步对所述发热部的表面涂布吸收所述激光的树脂。

本发明的第6形态所涉及的激光焊接装置在所述第1形态中，还包括激光移动单元，该激光移动单元在保持多个所述塑料部件与从所述激光照射单元照射激光的激光出射位置之间的距离一定的情况下，使所述激光照射单元的激光出射位置相对于多个所述塑料部件移动。

本发明的第7形态所涉及的激光焊接装置在所述第1形态中，还包括塑料部件移动单元，该塑料部件移动单元在保持多个所述塑料部件与从所述激光照射单元照射激光的激光出射位置之间的距离一定的情况下，使多个所述塑料部件相对于所述激光出射位置移动。

本发明的第8形态所涉及的激光焊接装置在所述第7形态中，所述塑料部件移动单元进行如下动作中的至少一个：使多个所述塑料部件相对于所述激光照射单元的激光出射位置沿水平方向平行移动，或者沿水平方向旋转移动，或者绕着与朝向所述发热部的激光照射方向正交的轴旋转。

本发明的第9形态所涉及的激光焊接装置在所述第1形态中，还具有温度测定单元，该温度测定单元测定所述支承构件的发热部的温度，将测定出的温度信息传送到所述焊接控制单元，

所述焊接控制单元基于来自所述温度测定单元的所述发热部的温度信息，进行如下的至少一个焊接动作：(1)保持所述发热部的温度一定；(2)停止激光照射；(3)通知激光焊接完成。

本发明的第10形态所涉及的激光焊接装置在所述第9形态中，所述温度测定单元为热电偶或反射型温度计。

本发明的第11形态所涉及的激光焊接装置在所述第3形态中，所述激光照射单元为照射作为近红外光的第一激光的第一激光照射单元，

还包括向所述加压单元照射作为远红外光的第二激光的第二激光照射单元，

对所述加压单元使用虽然使作为近红外光的第一激光透射、但吸收作为远红外光的第二激光的材料，

所述焊接控制单元控制成利用所述第一激光照射单元和第二激光照射单元，同时照射所述第一激光和第二激光，利用第一激光使所述支承构件的发热部发热，利用第二激光使所述加压单元发热，利用在夹持多个所述塑料部件的所述支承构件的发热部和所述加压单元中分别产生的热量，将多个所述塑料部件的焊接对象范围的抵接面焊接。

本发明的第12形态所涉及的激光焊接装置在所述第1至第9的任一形态中，还具有：外壳，该外壳以使所述发热部的上表面露出的形态收纳所述支承构件，且具有包含朝所述发热部的上表面开口的排热口的冷却通路；及冷却材料传送单元，该冷却材料传送单元向所述冷却通路提供冷却材料，从所述冷却通路的排热口向所述发热部的上表面喷出冷却材料。

本发明的第13形态所涉及的激光焊接装置在所述第1至第9的任一形态中，还具有：外壳，该外壳以使所述发热部的上表面露出的形态收纳所述支承构件，且具有沿所述发热部的上表面以外的面形成的冷却通路；及冷却材料传送单元，该冷却材料传送单元向所述冷却通路提供冷却材料，沿所述发热部的上表面以外的面喷出冷却材料。

本发明的第14形态所涉及的激光焊接装置在所述第1形态中，所述发热部在与所述塑料部件抵接的抵接面设置有凹部，在该凹部的周围设置有垂直壁。

本发明的第15形态所涉及的激光焊接方法将使激光透射的多个塑料部件的焊接对象范围的抵接面焊接，其包含如下步骤：(1)在包含发热部的支承构件上放置多个塑料部件，该发热部具有根据多个所述塑料部件的焊接对象范围的大小来限定的大小，由吸收激光并发热的材质形成，且发热至所述塑料部件的熔融温度以上；(2)使多个所述塑料部件在焊接对象范围的抵接面抵接；(3)使多个所述塑料部件的焊接对象范围的抵接面的某一部分与所述支承构件的发热部相对并重叠；(4)利用加压构件将多个所述塑料部件夹持在该加压构件与所述发热部之间并进行按压，从而使多个所述塑料部件的焊接对象范围的抵接面彼此紧贴，同时使所述支承构件的发热部和与所述发热部接触的塑料部件的表面紧贴；(5)利用激光照射单元将激光聚光，且越过多个所述塑料部件后朝所述支承构件的发热部照射；(6)使所述激光透射多个所述塑料部件并被所述发热部吸收；(7)使所述发热部发热；及(8)利用该发热部中产生的热量，将多个所述塑料部件的所述焊接对象范围的抵接面焊接。

本发明的第16形态所涉及的激光焊接方法在所述第15形态中，包含(9)的步骤，该步骤中，在利用所述(1)至(7)的步骤使所述发热部发热后，利用一个或多个热电偶检测所述发热部的温度信息，基于所述温度信息，对所述激光照射单元的激光照射量进行增减，并从冷却材料传送单元提供冷却材料，将所述发热部冷却。

本发明的第17形态所涉及的激光焊接方法在所述第15或第16形态中，所述激光照射单元为照射作为近红外光的第一激光的第一激光照射单元，还包括向所述加压单元照射作为远红外光的第二激光的第二激光照射单元，所述加压单元由虽然使作为近红外光的第一激光透射、但吸收作为远红外光的第二激光的材料形成，所述(5)的步骤中，利用所述第一激光照射单元，将所述第一激光聚光并越过多个所述塑料部件后向所述支承构件的发热部进行照射，同时利用所述第二激光照射单元向所述加压单元照射所述第二激光，所述(6)的步骤中，使所述第一激光透射多个所述塑料部件并被所述发热部吸收，且使所述第二激光被所述加压单元吸收，所述(7)的步骤中，使所述加压单元与所述发热部一起发热，所述(8)的步骤中，利用夹持多个所述塑料部件的所述支承构件的发热部和所述加压单元中分别产生的热量，将多个所述塑料部件的焊接对象范围的抵接面焊接。

工业上的实用性

本发明可广泛适用于使激光透射的多个塑料部件的激光焊接，此外，还可适用于例如导管筒彼此的激光焊接、导管筒与球状导管的激光焊接、其它小型且精密的塑料部件的激光焊接。

标号说明

1第一塑料部件

2第二塑料部件

3支承构件

4发热部

5热阻断部

6加压构件

7激光照射部

8焊接控制部

9激光

13焊接部分

14反射部