JP4790466B2

JP4790466B2 - レーザー溶着方法、レーザー溶着装置、及び送風機用羽根車の製造方法

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Publication number: JP4790466B2
Application number: JP2006089001A
Authority: JP
Inventors: 久則西野
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2006-03-28
Filing date: 2006-03-28
Publication date: 2011-10-12
Anticipated expiration: 2026-03-28
Also published as: WO2007111310A1; EP2006075A4; EP2006075A1; CN101410242B; CN101410242A; JP2007261076A; US20100170634A1

Description

本発明は、レーザー溶着方法、レーザー溶着装置、及び送風機用羽根車の製造方法、特に、レーザー照射位置を移動させながら樹脂部材間を溶着するレーザー溶着方法、このレーザー溶着方法に使用されるレーザー溶着装置、及び、このレーザー溶着方法を用いた送風機用羽根車の製造方法に関する。

従来より、換気装置、空気調和装置や空気清浄機等においては、ターボファンやシロッコファン等の送風機が使用されており、このような送風機を構成する送風機用羽根車として、特許文献１に示されるように、モータ等の駆動機構によって回転軸を中心として回転する樹脂製のエンドプレートと、内部に中空の空間が形成された複数の樹脂製のブレードと、ブレードをエンドプレートとの間に挟むように配置された樹脂製のエンドリングとを備え、エンドプレートとブレードとの間、及び、エンドリングとブレードとの間をレーザー溶着することにより製造されたものがある。このように、送風機用羽根車を複数の樹脂部材（ここでは、エンドプレート、エンドリング、及びブレード）に分割して成形し、これらの樹脂部材をレーザー溶着することで製造することで、これらの樹脂部材を一体成形する場合や超音波溶着等の溶着方法により溶着する場合に比べて、送風性能や騒音性能の向上や軽量化等を目的とした樹脂部材の形状の最適化やブレードの中空化等を図ることが容易である。
特開２００５−１５５５１０号公報

上述のような送風機用羽根車を製造する際においては、例えば、エンドプレートのブレード側面とブレードの一端とを重ね合わせることによって重ね合わせ部を形成し、重ね合わせ部に対して、照射位置を移動させながら、エンドプレート側からレーザー光を照射し、エンドリングのブレード側面とブレードの他端とを重ね合わせることによって重ね合わせ部を形成し、重ね合わせ部に対して、照射位置を移動させながら、エンドリングト側からレーザー光を照射することで、エンドプレートやエンドリングにブレードが溶着される。

しかし、上述のように、レーザー光の照射位置を移動させながら、エンドプレートやエンドリングにブレードを溶着する場合において、重ね合わせ部のエンドプレート側やエンドリング側にゴミや金属粉等が付着していると、レーザー照射によりゴミや金属粉等が発火し、その発火した照射位置における樹脂が燃焼してしまうとともに、レーザー光の照射位置の移動により、ゴミや金属粉等の発火が発生した照射位置からレーザー光の照射経路上に連続的な樹脂の燃焼が生じてしまうおそれがある。

このように、ゴミや金属粉等の発火が生じると、重ね合わせ部のゴミや金属粉等の発火が発生した照射位置からレーザー光の照射経路上に燃焼痕が残ることになり、不良品が発生する。特に、エンドプレートやエンドリングを構成する材料は、透明や半透明の樹脂材料を使用する等のように、ブレードを構成する材料に比べて光透過率の高いものが使用されるため、このような燃焼痕が非常に目立つことになり望ましくない。また、樹脂の燃焼が生じるということは、レーザー光からのエネルギーが樹脂の燃焼に消費されたことを意味しているため、燃焼痕が残った部分においては、樹脂部材間の溶着も不十分になるおそれがある。

本発明の課題は、照射位置を移動させながら、レーザー照射を行うレーザー溶着方法において、レーザー照射により樹脂部材の重ね合わせ部に付着したゴミや金属粉等が発火した場合であっても、レーザー光の照射経路上に燃焼痕が残るのを極力防ぐことにある。

第１の発明にかかるレーザー溶着方法は、樹脂部材のレーザー溶着方法であって、光透過率が高い透過樹脂部材と、透過樹脂部材よりも光透過率が低い吸収樹脂部材とを重ね合わせることによって重ね合わせ部を形成し、重ね合わせ部に対して、照射位置を移動させながら、透過樹脂部材側からレーザー照射を行うとともに、照射位置に対して、レーザー光の照射位置の移動に合わせて、照射位置の移動方向に交差する方向から、重ね合わせ部の透過樹脂部材側の面に沿って、透過樹脂部材側から透過樹脂部材の表面に付着したゴミや金属粉等の発火により発生する煙を除去するための空気を吹き付ける。

このレーザー溶着方法では、重ね合わせ部に対して、照射位置を移動させながら透過樹脂部材側からレーザー照射を行うとともに、照射位置に対して、レーザー光の照射位置の移動に合わせて、透過樹脂部材側から空気を吹き付けるようにしているため、レーザー照射により重ね合わせ部に付着したゴミや金属粉等が発火したとしても、その発火した照射位置における樹脂の燃焼が抑えられて、レーザー光の照射位置の移動により照射経路上における連続的な樹脂の燃焼が生じることがなくなり、ゴミや金属粉等の発火が発生した照射位置からレーザー光の照射経路上に燃焼痕が残るのを極力防ぐことができ、重ね合わせ部における両樹脂部材の良好な溶着を可能にすることができる。

しかも、このレーザー溶着方法では、照射位置の移動方向に交差する方向から、重ね合わせ部の透過樹脂部材側の面に沿って、空気を吹き付けるようにしているため、ゴミや金属粉等の発火が発生した照射位置から発生する煙を速やかに照射経路上から除去し、照射位置におけるレーザー光の照射状態を良好に保つことができる。

第２の発明にかかる送風機用羽根車の製造方法は、樹脂製の送風機用羽根車の製造方法であって、第１の発明にかかるレーザー溶着方法によって、透過樹脂部材としての樹脂製のブレード支持回転体に吸収樹脂部材としての複数の樹脂製のブレードを溶着する。

この送風機用羽根車の製造方法では、第１又は第２の発明にかかるレーザー溶着方法によって、ブレード支持回転体にブレードを溶着するようにしているため、レーザー照射によりブレード支持回転体とブレードとの重ね合わせ部に付着したゴミや金属粉等が発火したとしても、その発火した照射位置における樹脂の燃焼が抑えられて、ゴミや金属粉等の発火が発生した照射位置からレーザー光の照射経路上に燃焼痕が残るのを極力防ぐことができ、重ね合わせ部におけるブレード支持回転体とブレードとの間の良好な溶着を可能にすることができる。

第３の発明にかかるレーザー溶着装置は、樹脂部材のレーザー溶着装置であって、透過樹脂部材と透過樹脂部材よりも光透過率が低い吸収樹脂部材とを重ね合わせることによって形成された重ね合わせ部に対して、照射位置を移動させながら、透過樹脂部材側からレーザー光を照射することが可能なレーザー照射用レンズユニットと、レーザー照射用レンズユニットに装着されレーザー光の照射位置の移動に合わせて照射位置に向けて透過樹脂部材の表面に付着したゴミや金属粉等の発火により発生する煙を除去するための空気を吹き付けることが可能な吹出ノズルとを備えている。この吹出ノズルは、照射位置の移動方向に交差する方向から、重ね合わせ部の透過樹脂部材側の面に沿って、空気を吹き付けるように開口している。

このレーザー溶着装置では、レーザー照射用レンズユニットに吹出ノズルが装着されており、レーザー光の照射位置の移動とともに空気の吹き付け位置が移動するようになっているため、レーザー照射により重ね合わせ部に付着したゴミや金属粉等が発火したとしても、その発火した照射位置における樹脂の燃焼が抑えられて、レーザー光の照射位置の移動により照射経路上における連続的な樹脂の燃焼が生じることがなくなり、ゴミや金属粉等の発火が発生した照射位置からレーザー光の照射経路上に燃焼痕が残るのを極力防ぐことができ、重ね合わせ部における両樹脂部材の良好な溶着を可能にすることができる。

しかも、このレーザー溶着装置では、吹出ノズルが、照射位置の移動方向に交差する方向から、重ね合わせ部の透過樹脂部材側の面に沿って、空気を吹き付けるように開口しているため、ゴミや金属粉等の発火が発生した照射位置から発生する煙を速やかに照射経路上から除去し、照射位置におけるレーザー光の照射状態を良好に保つことができる。

以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。

第１の発明では、レーザー照射により重ね合わせ部に付着したゴミや金属粉等が発火したとしても、その発火した照射位置における樹脂の燃焼が抑えられて、レーザー光の照射位置の移動により照射経路上における連続的な樹脂の燃焼が生じることがなくなり、ゴミや金属粉等の発火が発生した照射位置からレーザー光の照射経路上に燃焼痕が残るのを極力防ぐことができ、重ね合わせ部における両樹脂部材の良好な溶着を可能にすることができる。しかも、ゴミや金属粉等が発火した照射位置から発生する煙を速やかに照射経路上から除去し、照射位置におけるレーザー光の照射状態を良好に保つことができる。

第２の発明では、レーザー照射によりブレード支持部材とブレードとの重ね合わせ部に付着したゴミや金属粉等が発火したとしても、その発火した照射位置における樹脂の燃焼が抑えられて、ゴミや金属粉等が発火した照射位置からレーザー光の照射経路上に燃焼痕が残るのを極力防ぐことができ、重ね合わせ部におけるブレード支持部材とブレードとの間の良好な溶着を可能にすることができる。

第３の発明では、レーザー照射により重ね合わせ部に付着したゴミや金属粉等が発火したとしても、その発火した照射位置における樹脂の燃焼が抑えられて、レーザー光の照射位置の移動により照射経路上における連続的な樹脂の燃焼が生じることがなくなり、ゴミや金属粉等の発火が発生した照射位置からレーザー光の照射経路上に燃焼痕が残るのを極力防ぐことができ、重ね合わせ部における両樹脂部材の良好な溶着を可能にすることができる。しかも、ゴミや金属粉等の発火が発生した照射位置から発生する煙を速やかに照射経路上から除去し、照射位置におけるレーザー光の照射状態を良好に保つことができる。

以下、本発明にかかるレーザー溶着方法及びレーザー溶着装置の実施形態について、図面に基づいて説明する。

（１）レーザー溶着装置の基本構成及びレーザー溶着時の基本動作
図１に本発明の一実施形態にかかるレーザー溶着方法を実施するためのレーザー溶着装置１の概略構成図を示す。

本実施形態において、レーザー溶着装置１は、樹脂部材をレーザー溶着する装置であって、主として、レーザー光源ユニット２と、レーザー照射用レンズユニット３とを備えている。

レーザー光源ユニット２は、半導体レーザー等のレーザー光を発生する発振器等から構成されている。

レーザー照射用レンズユニット３は、レーザー光源ユニット２において発生されたレーザー光を集束させ、所定の方向に集束されたレーザー光１１を照射位置に向けて照射するレンズ等から構成されている。本実施形態において、レーザー照射用レンズユニット３は、レーザー光源ユニット２とは別体になっており、光ファイバー４を介してレーザー光源ユニット２において発生されたレーザー光を受光するようになっている。また、本実施形態において、レーザー照射用レンズユニット３は、可撓性を有する光ファイバー４を介してレーザー光源ユニット２に接続されており、図示しない駆動機構によって照射位置を移動させながら、樹脂部材にレーザー光を照射することができるように構成されている。

以上のような基本構成を有するレーザー溶着装置１は、従来のレーザー溶着装置と同様、レーザー光源ユニット２において発生したレーザー光をレーザー光源ユニット２において集束させ、２つの樹脂部材１１、１２を重ね合わせることによって形成された重ね合わせ部１３に対して、照射位置を移動させながら、レーザー照射を行うことができるようになっている。ここで、樹脂部材１１は、レーザー光に対する光透過率が高い樹脂部材（以下、透過樹脂部材１１とする）であり、例えば、透明や半透明等の樹脂材料からなる。また、樹脂部材１２は、透過樹脂部材１１よりもレーザー光に対する光透過率が低い樹脂部材（以下、吸収樹脂部材とする）であり、例えば、不透明や黒色等の樹脂材料からなる。このため、樹脂部材１１、１２との重ね合わせ部１３に対して、透過樹脂部材１１側からレーザー照射が行われる。そして、レーザー照射用レンズユニット３から重ね合わせ部１３に向けて照射されたレーザー光は、透過樹脂部材１１を透過して吸収樹脂部材１２に達し、レーザー光の持つエネルギーが吸収樹脂部材１２に吸収されることによって発熱する。これにより、吸収樹脂部材１２の発熱した部分と、透過樹脂部材１１のうちこの発熱部分に接触する部分とが溶着されることになる。

より具体的には、本実施形態において、レーザー照射用レンズユニット３は照射位置を移動させながらレーザー照射を行うことが可能であるため、レーザー照射用レンズユニット３から重ね合わせ部１３に向けて照射されたレーザー光は、図２に示されるように、まず、レーザー照射開始位置Ｃに照射されることで、重ね合わせ部１３の位置Ｃに対応する部分において、透過樹脂部材１１と吸収樹脂部材１２とが溶着されることになる。続いて、レーザー照射用レンズユニット３がＡ方向に移動することによって、重ね合わせ部１３に向けて照射されたレーザー光は、位置Ｃから位置Ｄに向かって照射位置が移動して、位置Ｃから位置Ｄを囲む細長い長円形状の照射経路Ｅの部分において、透過樹脂部材１１と吸収樹脂部材１２とが溶着されることになる。ここで、図２は、レーザー照射用レンズユニット３及び２つの樹脂部材１１、１２の重ね合わせ部１３を示す斜視図である。尚、上述においては、レーザー照射用レンズユニット３自体がＡ方向に移動して照射位置を移動させることができるようになっているが、レーザー照射用レンズユニット３自体が移動して照射位置を移動させるのではなく、例えば、レーザー照射用レンズユニット３自体は移動せず、樹脂部材１１、１２をＢ方向に移動させることによって、レーザー光の照射位置を移動させるようにしてもよい。

しかし、上述のように、レーザー光の照射位置を移動させながら樹脂部材１１、１２間をレーザー溶着する場合において、重ね合わせ部１３の照射経路Ｅ上（より具体的には、透過樹脂部材１１のレーザー照射用レンズユニット３側の面であって、重ね合わせ部１３の照射経路Ｅに対応する部分）のどこかにゴミや金属粉等が付着していると、レーザー照射によりゴミや金属粉等が発火し、その発火した照射位置における樹脂が燃焼してしまうとともに、レーザー光の照射位置の移動により、ゴミや金属粉等の発火が発生した照射位置からレーザー光の照射経路Ｅ上に連続的な樹脂の燃焼が生じてしまうおそれがある。このように、ゴミや金属粉等の発火が生じると、重ね合わせ部１３のゴミや金属粉等の発火が発生した照射位置からレーザー光の照射経路Ｅ上に燃焼痕が残ることになり、不良品の発生を引き起こしてしまう。特に、透過樹脂部材１１を構成する材料は、透明や半透明の樹脂材料が使用されるため、このような燃焼痕が非常に目立つことになり望ましくない。また、樹脂の燃焼が生じるということは、レーザー光からのエネルギーが樹脂の燃焼に消費されたことを意味しているため、燃焼痕が残った部分においては、樹脂部材１１、１２間の溶着も不十分になるおそれがある。

そこで、本実施形態のレーザー溶着装置１では、レーザー照射用レンズユニット３に、レーザー光の照射位置に向けて不燃性ガスとしての計装用空気（図１及び図２中において、「ＩＡ」とする）を吹き付けることが可能な吹出ノズル５を装着するようにして、樹脂の燃焼が発生した照射位置からレーザー光の照射経路Ｅ上に燃焼痕が残るのを極力防ぐようにしている。以下、この吹出ノズル５及び吹出ノズル５を用いたレーザー溶着方法について説明する。

（２）吹出ノズルの構成及び吹出ノズルを含めたレーザー溶着時の動作
吹出ノズル５は、レーザー照射用レンズユニット３に装着されており、レーザー光の照射位置に向けて不燃性ガスとしての計装用空気を吹き付けることが可能である。本実施形態において、吹出ノズル５は、レーザー照射用レンズユニット３に装着され、レーザー光の照射位置（ここでは、透過樹脂部材１１のレーザー照射用レンズユニット３側の面であって、重ね合わせ部１３の照射経路Ｅに対応する部分）に向けて不燃性ガスとしての計装用空気を吹き付けることができるように開口する管部材であり、直接又はレーザー光源ユニット２内を通じて、工場内等において使用される計装用空気が流れる計装空気用配管に接続されている。ここで、不燃性ガスとは、例えば、メタンガスやプロパンガス等のような可燃性ガスではないものをいい、計装用空気の他に、窒素や希ガス等の不活性ガスを用いることが可能である。

また、吹出ノズル５は、照射位置の移動方向に交差する方向から計装用空気を吹き付けるように開口している。ここで、吹出ノズル５の先端部が照射位置の移動方向に対してなす角度を角度βとすると、角度βは、本実施形態において、６０度から１２０度の間に設定され、好ましくは、約９０度になるように設定されている。

また、吹出ノズル５は、重ね合わせ部１３の透過樹脂部材１１側の面に沿って計装用空気を吹き付けるように開口している。ここで、吹出ノズル５の先端部が重ね合わせ部１３の透過樹脂部材１１側の面に対してなす角度を角度αとすると、角度αは、本実施形態において、６０度以下に設定され、好ましくは、３０度以下になるように設定されている。

以上のような吹出ノズル５を有するレーザー溶着装置１は、レーザー照射用レンズユニット３に吹出ノズル５が装着されているため、樹脂部材１１、１２間のレーザー溶着を行う際に、レーザー光の照射位置の移動に合わせて不燃性ガスの吹き付け位置が移動することになる。このため、重ね合わせ部１３の照射経路Ｅ上（より具体的には、透過樹脂部材１１のレーザー照射用レンズユニット３側の面であって、重ね合わせ部１３の照射経路Ｅに対応する部分）のどこかにゴミや金属粉等が付着している場合において、レーザー照射によりゴミや金属粉等が発火したとしても、吹出ノズル５から不燃性ガスとしての計装用空気が、その発火した照射位置に吹き付けられているため、その発火した照射位置における樹脂の燃焼が抑えられて、レーザー光の照射位置の移動により照射経路Ｅ上における連続的な樹脂の燃焼が生じることがなくなる。これにより、ゴミや金属粉等の発火が発生した照射位置からレーザー光の照射経路Ｅ上に燃焼痕が残るのを極力防ぐことができ、重ね合わせ部１３における両樹脂部材１１、１２の良好な溶着が実現されるようになっている。

また、吹出ノズル５は、照射位置の移動方向に交差する方向から不燃性ガスを吹き付けるように開口しているため、ゴミや金属粉等の発火が発生した照射位置から発生する煙を速やかに照射経路Ｅ上から除去し、照射位置におけるレーザー光の照射状態を良好に保つことができるようになる。これにより、ゴミや金属粉等の発火が発生した照射位置から発生する煙による溶着不良も生じにくくなっている。

また、ゴミや金属粉等の発火が発生した照射位置から発生する煙を速やかに照射経路Ｅ上から除去するに当たり、不燃性ガスの吹き付けによって透過樹脂部材１１の照射位置の表面に付着したゴミや金属粉等をレーザー光の中に飛散させてしまうことがないようにするために、比較的低圧の又は少量の不燃性ガスを吹き付けることが望ましいが、この要求に対して、本実施形態においては、不燃性ガスとして、比較的低圧でかつ少量の空気を供給することに適した計装用空気を使用しているため、不燃性ガスの吹き付けによって透過樹脂部材１１の照射位置の表面に付着したゴミや金属粉等をレーザー光の中に飛散させてしまうことがないようにしつつ、ゴミや金属粉等の発火が発生した照射位置から発生する煙を速やかに照射経路Ｅ上から除去することができるようになっている。

さらに、吹出ノズル５は、重ね合わせ部１３の透過樹脂部材１１側の面に沿って計装用空気を吹き付けるように開口しているため、ゴミや金属粉等の発火が発生した照射位置から発生する煙を速やかに照射経路Ｅ上から除去する作用や、不燃性ガスの吹き付けによって透過樹脂部材１１の照射位置の表面に付着したゴミや金属粉等をレーザー光の中に飛散させてしまうことがないようにする作用が得られ易くなっている。

以下、上述のレーザー溶着方法及びレーザー溶着装置を送風機用羽根車の製造に用いた実施例について、図面に基づいて説明する。

（１）送風機用羽根車の構成
図３〜図５に本実施例にかかる送風機用羽根車４２を示す。送風機用羽根車４２は、ターボファン用の羽根車であり、主として、ブレード支持回転体としての円板状のエンドプレート４３と、エンドプレート４３に環状に配置された複数（本実施例では、７枚）のブレード４４と、複数のブレード４４をエンドプレート４３との間に挟むように配置されたブレード支持回転体としての環状のエンドリング４５とを有している。ここで、送風機用羽根車４２の回転中心をＯとし、送風機用羽根車４２の回転方向をＲとする。また、図３は、送風機用羽根車４２の外観斜視図である。図４は、送風機用羽根車４２をエンドリング４５側から見た図である。図５は、図４のＦ−Ｆ断面図である。

まず、ブレード４４の構造について説明する。ブレード４４は、エンドプレート４３及びエンドリング４５とは別々に成形された樹脂製の部材であり、ブレード本体５１と、ブレード本体５１に嵌め込みにより装着されブレード本体５１との間に中空の空間を形成するブレード蓋６１とからなる中空ブレードである。ブレード本体５１のエンドプレート４３側の端部には、レーザー溶着によってエンドプレート４３に溶着される第１ブレード溶着部５３が形成されている。また、ブレード本体５１のエンドリング４５側の端部には、レーザー溶着によってエンドリング４５に溶着される第２ブレード溶着部５４が形成されている。ここで、ブレード４４としては、上述の樹脂部材１１、１２間をレーザー溶着する場合における吸収樹脂部材１２と同様に、レーザー溶着時に照射されるレーザー光に対する光透過率が低い樹脂材料が使用されている。

次に、エンドプレート４３及びエンドリング４５の構造について説明する。エンドプレート４３は、その中央部に、略円錐形状の凸部がエンドリング４５側に向かって突出するように形成された樹脂製の略円板状の部材である。エンドプレート４３には、各ブレード４４の第１ブレード溶着部５３が嵌合可能なプレート溶着部４７が形成されており、各ブレード４４の位置決めをするとともに、レーザー溶着によって各ブレード４４がエンドプレート４３に溶着されるようになっている。エンドリング４５は、その外周部から中央部の開口に向かうにつれて反エンドプレート４３側に突出するベル形状の樹脂製の環状の部材である。エンドリング４５には、各ブレード４４の第２ブレード溶着部５４が嵌合可能なリング溶着部４８が形成されており、各ブレード４４の位置決めをするとともに、レーザー溶着によって各ブレード４４がエンドリング４５に溶着されるようになっている。ここで、エンドプレート４３及びエンドリング４５としては、上述の樹脂部材１１、１２間をレーザー溶着する場合における透過樹脂部材１１と同様に、レーザー溶着時に照射されるレーザー光に対する光透過率がブレード４４よりも高い樹脂材料が使用されている。

（２）送風機用羽根車の製造方法
次に、羽根車４２の製造方法について説明する。

まず、ブレード本体５１、ブレード蓋６１、エンドプレート４３及びエンドリング４５を樹脂成形し、準備する。

次に、ブレード蓋６１をブレード本体５１に嵌め込みにより装着することによってブレード４４を組み立てる。

次に、ブレード４４の第２ブレード溶着部５４をエンドリング４５のリング溶着部４８に嵌合させるとともに、ブレード４４の第１ブレード溶着部５３をエンドプレート４３のプレート溶着部４７に嵌合させることによって、エンドリング４５とエンドプレート４３との間の所定の位置に複数のブレード４４を配置する。

次に、上述の樹脂部材１１、１２間をレーザー溶着する際に用いたレーザー溶着装置１を用いて、ブレード４４を、ブレード支持回転体としてのエンドプレート４３及びエンドリング４５に溶着固定する。

まず、ブレード４４をエンドプレート４３に溶着する場合について説明する。ブレード４４をエンドプレート４３に溶着する場合には、上述の樹脂部材１１、１２間をレーザー溶着する場合と同様に、ブレード４４の第１ブレード溶着部５３をエンドプレート４３のプレート溶着部４７に嵌合させることによって重ね合わせた部分（上述の樹脂部材１１、１２間をレーザー溶着する場合における重ね合わせ部１３に対応する部分）に対して、照射位置をブレード４４の翼弦方向（すなわち、レーザー照射用レンズユニット３を移動させる際には図２のＡ方向、又は、上述の樹脂部材１１、１２間をレーザー溶着する場合における樹脂部材１１、１２としてのブレード４４及びエンドプレート４３を移動させる際には図２のＢ方向）に移動させながら、図５のＧ方向（すなわち、透過樹脂部材１１としてのエンドプレート４３側）からレーザー照射を行うとともに、照射位置に対して、レーザー光の照射位置の移動に合わせて、上述の樹脂部材１１、１２間をレーザー溶着する場合における透過樹脂部材１１としてのエンドプレート４３側から不燃性ガスとしての計装用空気を吹き付ける。

そうすると、上述の樹脂部材１１、１２間をレーザー溶着する場合と同様に、第１ブレード溶着部５３をエンドプレート４３のプレート溶着部４７に嵌合させることによって重ね合わせた部分の照射経路上（ここでは、透過樹脂部材１１としてのエンドプレート４３のレーザー照射用レンズユニット３側の面であって、上述の樹脂部材１１、１２間をレーザー溶着する場合における重ね合わせ部１３の照射経路Ｅに対応する部分）のどこかにゴミや金属粉等が付着している場合において、レーザー照射によりゴミや金属粉等が発火したとしても、吹出ノズル５から不燃性ガスとしての計装用空気が、その発火した照射位置に吹き付けられているため、その発火した照射位置における樹脂の燃焼が抑えられて、レーザー光の照射位置の移動により照射経路上における連続的な樹脂の燃焼が生じることがなくなる。これにより、ゴミや金属粉等の発火が発生した照射位置からレーザー光の照射経路上に燃焼痕が残るのを極力防ぐことができ、第１ブレード溶着部５３をエンドプレート４３のプレート溶着部４７に嵌合させることによって重ね合わせた部分におけるブレード４４とエンドプレート４３との間の良好な溶着が実現されるようになっている。

また、ブレード４４をエンドリング４５に溶着する場合についても、上述のブレード４４をエンドプレート４３に溶着する場合と同様に、ブレード４４の第２ブレード溶着部５４をエンドリング４５のリング溶着部４８に嵌合させることによって重ね合わせた部分に対して、照射位置をブレード４４の翼弦方向（すなわち、レーザー照射用レンズユニット３を移動させる際には図２のＡ方向、又は、上述の樹脂部材１１、１２間をレーザー溶着する場合における樹脂部材１１、１２としてのブレード４４及びエンドリング４５を移動させる際には図２のＢ方向）に移動させながら、図５のＨ方向（すなわち、透過樹脂部材１１としてのエンドリング４５側）からレーザー照射を行うとともに、照射位置に対して、レーザー光の照射位置の移動に合わせて、上述の樹脂部材１１、１２間をレーザー溶着する場合における透過樹脂部材１１としてのエンドリング４５側から不燃性ガスとしての計装用空気を吹き付ける。

そうすると、上述の樹脂部材１１、１２間をレーザー溶着する場合と同様に、第２ブレード溶着部５４をエンドリング４５のリング溶着部４８に嵌合させることによって重ね合わせた部分の照射経路上（ここでは、透過樹脂部材１１としてのエンドリング４５のレーザー照射用レンズユニット３側の面であって、上述の樹脂部材１１、１２間をレーザー溶着する場合における重ね合わせ部１３の照射経路Ｅに対応する部分）のどこかにゴミや金属粉等が付着している場合において、レーザー照射によりゴミや金属粉等が発火したとしても、吹出ノズル５から不燃性ガスとしての計装用空気が、その発火した照射位置に吹き付けられているため、その発火した照射位置における樹脂の燃焼が抑えられて、レーザー光の照射位置の移動により照射経路上における連続的な樹脂の燃焼が生じることがなくなる。これにより、ゴミや金属粉等の発火が発生した照射位置からレーザー光の照射経路上に燃焼痕が残るのを極力防ぐことができ、第２ブレード溶着部５４をエンドリング４５のリング溶着部４８に嵌合させることによって重ね合わせた部分におけるブレード４４とエンドリング４５との間の良好な溶着が実現されるようになっている。

以上のように、本実施例における送風機用羽根車４２の製造方法においても、本発明にかかるレーザー溶着装置１を用いたレーザー溶着方法を、吸収樹脂部材としてのブレード４４と、透過樹脂部材としてのブレード支持回転体（ここでは、エンドプレート４３及びエンドリング４５）との間のレーザー溶着に適用することによって、ゴミや金属粉等の発火が発生した照射位置からレーザー光の照射経路上に燃焼痕が残るのを極力防ぐことができ、ブレード４４とエンドプレート４３との間及びブレード４４とエンドリング４５との間の良好な溶着が実現されるようになっている。

また、本発明にかかるレーザー溶着装置１を用いたレーザー溶着方法は、本実施例におけるターボファン用の送風機用羽根車４２以外の羽根車の製造においても、適用することが可能である。

本発明を利用すれば、照射位置を移動させながら、レーザー照射を行うレーザー溶着方法において、レーザー照射により樹脂部材の重ね合わせ部に付着したゴミや金属粉等が発火した場合であっても、レーザー光の照射経路上に燃焼痕が残るのを極力防ぐことができる。

本発明の一実施形態にかかるレーザー溶着方法を実施するためのレーザー溶着装置の概略構成図を示す。レーザー照射用レンズユニット及び２つの樹脂部材の重ね合わせ部を示す斜視図である。実施例における送風機用羽根車の外観斜視図である。送風機用羽根車をエンドリング側から見た図である。図４のＦ−Ｆ断面図である。

１レーザー溶着装置
２レーザー照射用レンズユニット
５吹出ノズル
１１透過樹脂部材
１２吸収樹脂部材
１３重ね合わせ部
４３エンドプレート（ブレード支持回転体）
４４ブレード
４５エンドリング（ブレード支持回転体）

Claims

樹脂部材のレーザー溶着方法であって、
透過樹脂部材（１１）と、前記透過樹脂部材よりも光透過率が低い吸収樹脂部材（１２）とを重ね合わせることによって重ね合わせ部（１３）を形成し、
前記重ね合わせ部に対して、照射位置を移動させながら、透過樹脂部材側からレーザー照射を行うとともに、前記照射位置に対して、レーザー光の照射位置の移動に合わせて、前記照射位置の移動方向に交差する方向から、前記重ね合わせ部の透過樹脂部材側の面に沿って、透過樹脂部材側から前記透過樹脂部材の表面に付着したゴミや金属粉等の発火により発生する煙を除去するための空気を吹き付ける、
レーザー溶着方法。
樹脂製の送風機用羽根車の製造方法であって、
請求項１に記載のレーザー溶着方法によって、透過樹脂部材としての樹脂製のブレード支持回転体（４３、４５）に、吸収樹脂部材としての複数の樹脂製のブレード（４４）を溶着する、
送風機用羽根車の製造方法。
樹脂部材のレーザー溶着装置であって、
透過樹脂部材（１１）と前記透過樹脂部材よりも光透過率が低い吸収樹脂部材（１２）とを重ね合わせることによって形成された重ね合わせ部（１３）に対して、照射位置を移動させながら、透過樹脂部材側からレーザー光を照射することが可能なレーザー照射用レンズユニット（３）と、
前記レーザー照射用レンズユニットに装着され、レーザー光の照射位置の移動に合わせて、前記照射位置に向けて透過樹脂部材側から前記透過樹脂部材の表面に付着したゴミや金属粉等の発火により発生する煙を除去するための空気を吹き付けることが可能な吹出ノズル（５）とを備え、
前記吹出ノズルは、前記照射位置の移動方向に交差する方向から、前記重ね合わせ部の透過樹脂部材側の面に沿って、前記空気を吹き付けるように開口している、
レーザー溶着装置（１）。