特許 7531799 レーザ溶着装置及びレーザ溶着方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-02

(45)【発行日】2024-08-13

(54)【発明の名称】レーザ溶着装置及びレーザ溶着方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 65/16 20060101AFI20240805BHJP

   F16L 13/02 20060101ALI20240805BHJP

【ＦＩ】

B29C65/16

F16L13/02

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020012698

(22)【出願日】2020-01-29

(65)【公開番号】P2021115836

(43)【公開日】2021-08-10

【審査請求日】2022-12-13

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成３０年度、国立研究開発法人科学技術振興機構、研究成果展開事業「Ｔｍレーザによる異種透明樹脂部品の高強度・高速接合技術の開発」委託研究、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】504136568

【氏名又は名称】国立大学法人広島大学

(73)【特許権者】

【識別番号】591079487

【氏名又は名称】広島県

(73)【特許権者】

【識別番号】000153030

【氏名又は名称】株式会社ジェイ・エム・エス

(74)【代理人】

【識別番号】100145713

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 竜太

(74)【代理人】

【識別番号】100165157

【弁理士】

【氏名又は名称】芝 哲央

(72)【発明者】

【氏名】真鍋 幸男

(72)【発明者】

【氏名】中山 祐正

(72)【発明者】

【氏名】山本 元道

(72)【発明者】

【氏名】門 格史

(72)【発明者】

【氏名】大石 郁

(72)【発明者】

【氏名】藤井 宏

(72)【発明者】

【氏名】小島 洋治

(72)【発明者】

【氏名】田所 英記

(72)【発明者】

【氏名】山本 敬史

【審査官】小山 祐樹

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－２６７３８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２０８６４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－０３３７４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３０５９８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１２５９２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－３４８１２３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ６５／００－ ６５／８２

Ｂ２３Ｋ ２６／００－ ２６／７０

Ｆ１６Ｌ １／００－１０１／７０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筒状の内側筒状樹脂成形体と筒状の外側筒状樹脂成形体とをレーザによって溶着するレーザ溶着装置であって、
前記レーザ溶着装置には、前記内側筒状樹脂成形体の少なくとも一部が前記外側筒状樹脂成形体の内側の空間に配置されることで、前記内側筒状樹脂成形体の少なくとも一部と前記外側筒状樹脂成形体の少なくとも一部とが径方向に重なった状態で配置されており、
前記内側筒状樹脂成形体の内側の空間に配置され、前記内側筒状樹脂成形体及び前記外側筒状樹脂成形体の軸方向に延びる芯状部材と、
前記外側筒状樹脂成形体の外面に当接又は近接して配置される押さえ部材と、
前記外側筒状樹脂成形体の径方向の外側から、前記外側筒状樹脂成形体と前記内側筒状樹脂成形体とが重なった部分にレーザ光を照射するレーザ照射機構部と、
前記内側筒状樹脂成形体及び前記外側筒状樹脂成形体を、一体的に、前記内側筒状樹脂成形体及び前記外側筒状樹脂成形体の中心軸を中心に回転させる回転部と、を備え、
前記芯状部材は、前記内側筒状樹脂成形体の内面に当接すると共に軸方向の一側から他側に向かうに従って径が小さくなるように傾斜して形成されるテーパ外面を有し、
前記押さえ部材は、前記外側筒状樹脂成形体の外面に当接すると共に軸方向の他側から一側に向かうに従って径が小さくなるように前記テーパ外面とは軸方向に対して逆向きに傾斜して形成されるテーパ内面を有し、
前記レーザ照射機構部は、前記外側筒状樹脂成形体と前記内側筒状樹脂成形体とが重った部分に対して、前記内側筒状樹脂成形体及び前記外側筒状樹脂成形体の軸方向に沿ってレーザ光を所定幅で往復して照射し、
前記レーザ照射機構部から照射されるレーザ光において、前記外側筒状樹脂成形体と前記内側筒状樹脂成形体との接合界面のレーザ光のビーム径ｄｓは、レーザ光の振動ピッチＰｓよりも大きい、レーザ溶着装置。

【請求項2】

前記押さえ部材は、前記レーザ照射機構部からのレーザ光を透過する請求項１に記載のレーザ溶着装置。

【請求項3】

筒状の内側筒状樹脂成形体と筒状の外側筒状樹脂成形体とをレーザによって溶着するレーザ溶着方法であって、
前記内側筒状樹脂成形体の少なくとも一部を前記外側筒状樹脂成形体の内側の空間に配置することで、前記内側筒状樹脂成形体の少なくとも一部と前記外側筒状樹脂成形体の少なくとも一部とを径方向に重ねた状態で配置する樹脂成形体配置工程と、
前記内側筒状樹脂成形体及び前記外側筒状樹脂成形体の軸方向に延びる芯状部材であって軸方向の一側から他側に向かうに従って径が小さくなるように傾斜して形成されるテーパ外面を有する芯状部材を、前記内側筒状樹脂成形体の内側の空間に配置する芯状部材配置工程と、
前記内側筒状樹脂成形体及び前記外側筒状樹脂成形体を、一体的に、前記内側筒状樹脂成形体及び前記外側筒状樹脂成形体の中心軸を中心に回転させる回転工程と、
前記外側筒状樹脂成形体の径方向の外側から、前記外側筒状樹脂成形体と前記内側筒状樹脂成形体とが重なった部分にレーザ光を照射するレーザ光照射工程と、
レーザ光を透過する押さえ部材であって軸方向の他側から一側に向かうに従って径が小さくなるように前記テーパ外面とは軸方向に対して逆向きに傾斜して形成されるテーパ内面を有する押さえ部材を、前記外側筒状樹脂成形体の外面に当接又は近接させて配置する押さえ部材配置工程と、を含み、
前記レーザ光照射工程は、前記外側筒状樹脂成形体と前記内側筒状樹脂成形体とが重った部分に対して、前記内側筒状樹脂成形体及び前記外側筒状樹脂成形体の軸方向に沿ってレーザ光を所定幅で往復して照射し、
前記レーザ光照射工程において照射されるレーザ光において、前記外側筒状樹脂成形体と前記内側筒状樹脂成形体との接合界面のレーザ光のビーム径ｄｓは、レーザ光の振動ピッチＰｓよりも大きい、レーザ溶着方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内側筒状樹脂成形体と外側筒状樹脂成形体とをレーザによって溶着するレーザ溶着装置及びレーザ溶着方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、医療分野や自動車分野などにおいて、２つの筒状の筒状樹脂成形体をレーザによって溶着する溶着方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の溶着方法は、内側筒状樹脂成形体の少なくとも一部が外側筒状樹脂成形体の内側の空間に配置されることで径方向に重なって配置された状態において、外側筒状樹脂成形体の径方向の外側から、外側筒状樹脂成形体と内側筒状樹脂成形体とが重なった部分にレーザ光を照射することで、レーザにより溶着する方法である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第４２７９６７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

２つの筒状樹脂成形体を接合する場合に、例えば、２つの筒状樹脂成形体の接合部の加圧が困難であるため接合強度が不足したりすることで、２つの筒状樹脂成形体の接合状態が良好でないことがある。

【0005】

本発明は、２つの筒状樹脂成形体を良好に接合できるレーザ溶着装置及びレーザ溶着方法を提供とすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、筒状の内側筒状樹脂成形体と筒状の外側筒状樹脂成形体とをレーザによって溶着するレーザ溶着装置であって、前記レーザ溶着装置には、前記内側筒状樹脂成形体の少なくとも一部が前記外側筒状樹脂成形体の内側の空間に配置されることで、前記内側筒状樹脂成形体の少なくとも一部と前記外側筒状樹脂成形体の少なくとも一部とが径方向に重なった状態で配置されており、前記内側筒状樹脂成形体の内側の空間に配置され、前記内側筒状樹脂成形体及び前記外側筒状樹脂成形体の軸方向に延びる芯状部材と、前記外側筒状樹脂成形体の径方向の外側から、前記外側筒状樹脂成形体と前記内側筒状樹脂成形体とが重なった部分にレーザ光を照射するレーザ照射機構部と、前記内側筒状樹脂成形体及び前記外側筒状樹脂成形体を、一体的に、前記内側筒状樹脂成形体及び前記外側筒状樹脂成形体の中心軸を中心に回転させる回転部と、を備えるレーザ溶着装置に関する。

【0007】

また、前記芯状部材は、前記内側筒状樹脂成形体の内面に当接すると共に軸方向において径が小さくなるように傾斜して形成されるテーパ外面を有することが好ましい。

【0008】

また、前記外側筒状樹脂成形体の外面に当接又は近接して配置されると共に前記レーザ照射機構部からのレーザ光を透過する押さえ部材を更に備えることが好ましい。

【0009】

また、前記押さえ部材は、前記外側筒状樹脂成形体の外面に当接すると共に軸方向において径が小さくなるように傾斜して形成されるテーパ内面を有することが好ましい。

【0010】

また、前記レーザ照射機構部は、前記外側筒状樹脂成形体と前記内側筒状樹脂成形体とが重った部分に対して、前記内側筒状樹脂成形体及び前記外側筒状樹脂成形体の軸方向に沿ってレーザ光を所定幅で往復して照射することが好ましい。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、２つの筒状樹脂成形体を良好に接合できるレーザ溶着装置及びレーザ溶着方法を提供とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施形態に係るレーザ溶着装置の全体構成を示す図である。

【図2】芯状部材及びテーパガラス管を内側筒状樹脂成形体及び外側筒状樹脂成形体に着脱する状態を示す図である。

【図3A】レーザ光の揺動条件の幾何学的関係を説明するための図であって、溶着ビードが十分な溶着強度を得ることができる場合を示す図である。

【図3B】レーザ光の揺動条件の幾何学的関係を説明するための図であって、溶着ビードが十分な溶着強度を得ることできない場合を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明のレーザ溶着装置１の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。本発明のレーザ溶着装置１は、筒状の内側筒状樹脂成形体１１と筒状の外側筒状樹脂成形体１２とが装着された状態で、内側筒状樹脂成形体１１と外側筒状樹脂成形体１２とをレーザによって溶着する装置である。なお、本実施形態においては、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２が延びる方向をＸ方向といい、Ｘ方向において、回転機構部６が配置される側（図１における左側）をＸ１側といい、軸方向押圧機構部７が配置される側（図１における右側）をＸ２側という。

【0014】

図１に示すように、レーザ溶着装置１は、ベース板２と、芯状部材３と、テーパガラス管４（押さえ部材）と、ガラス管保持部材５と、回転機構部６（回転部）と、軸方向押圧機構部７と、レーザ照射機構部８と、を備える。ベース板２は、Ｘ方向に水平に延びる板状に形成される。ベース板２上には、回転機構部６及び軸方向押圧機構部７がＸ方向に離間した状態で固定される。回転機構部６と軸方向押圧機構部７との間には、内側筒状樹脂成形体１１の一部及び外側筒状樹脂成形体１２の一部が径方向に重なった状態で配置される。

【0015】

内側筒状樹脂成形体１１と外側筒状樹脂成形体１２とがレーザ溶着装置１に装着された状態において、内側筒状樹脂成形体１１のＸ方向のＸ２側の部分は、外側筒状樹脂成形体１２のＸ方向のＸ１側の部分の内側の空間に配置される。これにより、内側筒状樹脂成形体１１の一部と外側筒状樹脂成形体１２の一部とは、径方向に重なって配置される。

【0016】

内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２は、いずれも、テーパ状の部分を有し、軸方向Ａに延びる筒状に形成される。本実施形態においては、軸方向ＡとＸ方向とは一致している。内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２は、中心軸Ｊ１を中心に回転方向Ｒに回転可能に配置される。内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２は、樹脂材料で形成された成形体である。内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２を形成する樹脂材料は、同じ種類の樹脂材料でもよく、異なる種類の樹脂材料でもよい。内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２を形成する樹脂材料としては、例えば、ポリプロピレンなどの樹脂材料を挙げることができる。

【0017】

内側筒状樹脂成形体１１は、図１に示すように、テーパ状の部分を有する筒状に形成される。内側筒状樹脂成形体１１は、Ｘ方向のＸ１側に配置される内側Ｘ１側円筒部１１１と、Ｘ方向のＸ２側に配置される内側Ｘ２側テーパ部１１２と、を有する。

【0018】

内側Ｘ１側円筒部１１１は、軸方向Ａに同径で延びる円筒状に形成される。内側Ｘ１側円筒部１１１のＸ方向のＸ１側の端部は、後述する回転機構部６の接続治具部材６３に接続される。内側筒状樹脂成形体１１は、内側Ｘ１側円筒部１１１に接続された接続治具部材６３を介して、回転機構部６により発生される回転駆動力により、中心軸Ｊ１を中心に回転方向Ｒに回転可能である。

【0019】

内側Ｘ２側テーパ部１１２は、内側Ｘ１側円筒部１１１のＸ２側の端部からＸ２側に軸方向Ａに延びており、Ｘ方向のＸ１側からＸ２側に向かうに従って径方向の厚みが小さくなる円筒状に形成される。内側Ｘ２側テーパ部１１２の内側の空間には、後述する芯状部材３のＸ方向のＸ１側の部分が配置される。また、内側Ｘ２側テーパ部１１２のＸ方向のＸ２側の部分は、外側筒状樹脂成形体１２のＸ方向のＸ１側の部分の内側の空間に配置される。

【0020】

内側Ｘ２側テーパ部１１２は、内面に形成される内側テーパ内面１１２ａと、外面に形成される内側テーパ外面１１２ｂと、を有する。内側Ｘ２側テーパ部１１２は、内側テーパ内面１１２ａと内側テーパ外面１１２ｂとが軸方向Ａに対して互いが逆向きに傾斜することで、Ｘ方向のＸ１側からＸ２側に向かうに従って径方向の厚みが小さくなるように形成される。

【0021】

内側テーパ内面１１２ａは、Ｘ方向のＸ１側からＸ２側に向かうに従って径が大きくなるように傾斜するテーパ状に形成される。内側テーパ内面１１２ａには、芯状部材３の芯状部材Ｘ１側テーパ部３１の芯状部材テーパ外面３１１（後述）に当接する。

【0022】

内側テーパ外面１１２ｂは、内側テーパ内面１１２ａとは軸方向Ａに対して逆向きに傾斜して形成され、Ｘ方向のＸ１側からＸ２側に向かうに従って径が小さくなるように傾斜するテーパ状に形成される。内側テーパ外面１１２ｂは、外側筒状樹脂成形体１２の外側テーパ内面１２ａ（後述）のＸ１側の部分に当接する。

【0023】

外側筒状樹脂成形体１２は、Ｘ方向のＸ１側からＸ２側に向かうに従って径方向の厚みが僅かに小さくなる円筒状に形成される。外側筒状樹脂成形体１２のＸ方向のＸ１側の内側の空間には、内側筒状樹脂成形体１１のＸ方向のＸ２側の部分が配置される。また、外側筒状樹脂成形体１２のＸ方向のＸ２側の部分は、後述するテーパガラス管４のＸ方向のＸ１側の部分の内側の空間に配置される。

【0024】

外側筒状樹脂成形体１２は、内面に形成される外側テーパ内面１２ａと、外面に形成される外側テーパ外面１２ｂと、を有する。外側テーパ内面１２ａ及び外側テーパ外面１２ｂは、いずれも、Ｘ方向のＸ１側からＸ２側に向かうに従って径が小さくなるように傾斜するテーパ状に形成される。外側テーパ内面１２ａの軸方向Ａに対する傾斜角度は、外側テーパ外面１２ｂの軸方向Ａに対する傾斜角度よりも僅かに小さく形成されている。外側テーパ内面１２ａは、内側筒状樹脂成形体１１の内側Ｘ２側テーパ部１１２の内側テーパ外面１１２ｂに当接する。外側テーパ外面１２ｂは、テーパガラス管４のガラステーパ内面４１（後述）のＸ１側の部分に当接する。

【0025】

なお、本実施形態においては、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２は、テーパ状の部分を有するが、これに限定されない。内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２は、樹脂材料で形成されているため、内側筒状樹脂成形体１１の一部が外側筒状樹脂成形体１２の内側の空間に挿入されることや、芯状部材３とテーパガラス管４とに挟み込まれたりすることで、変形する。そのため、レーザ溶着装置１への装着前には、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２には、テーパ状の部分が形成されておらず、レーザ溶着装置１への装着後に、樹脂材料が変形されて、テーパ状の部分が形成されていてもよい。また、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２がテーパ状の部分を有する場合においても、装着前と装着後とにおいて、テーパ状の部分の形状が同じであってもよいし、樹脂材料が変形されることで、テーパ状の部分の形状が異なっていてもよい。

【0026】

また、本実施形態においては、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２は、テーパ状の部分を有するが、これに限定されず、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２が円筒形状に形成され、芯状部材３が僅かに突出する突起を有し、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の外側に配置されるガラス管も円筒状に形成されていてもよい。この場合、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２は、芯状部材３の突起により、樹脂材料が膨らむことで、円筒状のガラス管に接触して加圧される。
内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２が太径の場合には、芯状部材３を、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の内部で膨らむバルーンにより構成してもよい。

【0027】

芯状部材３は、軸方向Ａに延びる棒状に形成される。芯状部材３は、内側筒状樹脂成形体１１の一部及び外側筒状樹脂成形体１２の一部が径方向に重なった接合部分において、内側筒状樹脂成形体１１の径方向の内側の空間に配置される。芯状部材３を構成する材料としては、例えば、金属材料、ガラス、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２よりも高融点の高融点樹脂、セラミックス等が挙げられる。
また、芯状部材３は、必要に応じて、レーザ光を吸収しにくい材料で形成することが好ましい。レーザ光を吸収しにくい材料で芯状部材３を形成することで、内側筒状樹脂成形体１１の内面が芯状部材３に溶着されたり、芯状部材３の外部が溶融することを防げるためである。
芯状部材３は、Ｘ方向のＸ１側に配置される芯状部材Ｘ１側テーパ部３１と、Ｘ方向のＸ２側に配置される芯状部材Ｘ２側円柱部３２と、を有する。

【0028】

芯状部材Ｘ１側テーパ部３１は、内側筒状樹脂成形体１１の内側Ｘ２側テーパ部１１２の内側の空間に配置される。芯状部材Ｘ１側テーパ部３１は、外面に形成される芯状部材テーパ外面３１１（テーパ外面）を有する。芯状部材テーパ外面３１１は、軸方向Ａにおいて径が小さくなるように傾斜するテーパ状に形成され、Ｘ方向（軸方向）のＸ２側（一側）からＸ１側（他側）に向かうに従って径が小さくなるように傾斜する。芯状部材テーパ外面３１１は、内側筒状樹脂成形体１１の内側Ｘ２側テーパ部１１２の内側テーパ内面１１２ａに当接する。
芯状部材Ｘ２側円柱部３２は、芯状部材Ｘ１側テーパ部３１のＸ２側の端部の径と同じ径で、芯状部材Ｘ１側テーパ部３１のＸ２側の端部からＸ２側に延びる。

【0029】

テーパガラス管４は、内側筒状樹脂成形体１１の一部及び外側筒状樹脂成形体１２の一部が径方向に重なった接合部分において、Ｘ１側の部分が、外側筒状樹脂成形体１２の径方向の外側に配置される。テーパガラス管４は、後述するレーザ照射機構部８から照射されるレーザ光ＬＢを透過する透過材料（例えばガラス材料）により形成される。

【0030】

テーパガラス管４は、ガラステーパ内面４１（テーパ内面）と、ガラステーパ外面４２と、を有する。ガラステーパ内面４１及びガラステーパ外面４２は、いずれも、軸方向Ａにおいて径が小さくなるように傾斜するテーパ状に形成される。ガラステーパ内面４１及びガラステーパ外面４２は、軸方向Ａに対する傾斜角度が同じ傾斜角度で形成され、Ｘ方向（軸方向Ａ）のＸ１側（他側）からＸ２側（一側）に向かうに従って径が小さくなるように傾斜する。ガラステーパ内面４１のＸ１側の部分は、外側筒状樹脂成形体１２の外側テーパ外面１２ｂ（外面）に当接又は近接する。ガラステーパ内面４１は、芯状部材３の芯状部材テーパ外面３１１とは軸方向Ａに対して逆向きに傾斜して形成される。

【0031】

テーパガラス管４を外側筒状樹脂成形体１２の外側テーパ外面１２ｂに当接又は近接させて配置させる場合、テーパガラス管４は、レーザ照射機構部８がレーザ光ＬＢを照射する初期においては、必ずしも、外側筒状樹脂成形体１２の外側テーパ外面１２ｂの全周に亘って当接する必要はなく、外側筒状樹脂成形体１２の外側テーパ外面１２ｂとの間に僅かな隙間を有して近接していてもよい。テーパガラス管４は、レーザ光ＬＢを照射する初期において、外側筒状樹脂成形体１２の外側テーパ外面１２ｂに近接して配置されていても、レーザ光ＬＢの照射で熱膨張することなどにより外側筒状樹脂成形体１２の外側テーパ外面１２ｂに当接することで、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の接合部を加圧できればよい。

【0032】

以上の芯状部材３及びテーパガラス管４を、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２に装着する場合には、図２に示すように、外側筒状樹脂成形体１２のＸ１側の内側の空間に、内側筒状樹脂成形体１１のＸ２側の端部をＸ１側から挿入して配置した状態で、芯状部材３をＸ２側からＸ１側に移動させて内側筒状樹脂成形体１１のＸ２側の内側の空間に挿入すると共に、テーパガラス管４をＸ２側からＸ１側に移動させて外側筒状樹脂成形体１２のＸ２側の外側に配置する。一方、芯状部材３及びテーパガラス管４を、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２から取り外す場合には、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２に装着された芯状部材３及びテーパガラス管４を、Ｘ１側からＸ２側に移動させる。このようにして、芯状部材３及びテーパガラス管４を、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２に着脱できる。

【0033】

図１に示すように、ガラス管保持部材５は、テーパガラス管４のＸ方向のＸ２側の端部を保持する。ガラス管保持部材５は、軸方向Ａにおいて、テーパガラス管４側が開放すると共に、テーパガラス管４と反対側の端部には閉鎖部５２が形成される。ガラス管保持部材５の開放側の端部の板厚部分における径方向の内側には、切り欠き部５１が形成される。ガラス管保持部材５は、切り欠き部５１において、テーパガラス管４のＸ方向のＸ２側の端部を保持する。閉鎖部５２におけるＸ１側を向く内側面５２ａには、芯状部材３のＸ方向のＸ２側の端面が当接する。閉鎖部５２におけるＸ２側を向く端面５２ｂは、後述する押圧機構７１の押圧突起７１２によりＸ１側に押圧される。

【0034】

回転機構部６は、図１に示すように、ベース板２のＸ１側の端部側において、ベース板２の上部に配置される。回転機構部６は、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２を、一体的に、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の中心軸Ｊ１を中心に回転方向Ｒに回転させる。回転機構部６は、モータ本体６１と、駆動軸部材６２と、接続治具部材６３と、モータ支持壁６４と、を備える。

【0035】

モータ本体６１は、モータ支持壁６４に支持される。モータ本体６１は、例えば、減速機付モータ等を有して構成され、回転駆動力を発生させて、回転駆動力を駆動軸部材６２に伝達する。

【0036】

駆動軸部材６２は、モータ本体６１からＸ方向のＸ２側に延びる。駆動軸部材６２は、モータ本体６１により伝達された回転駆動力により、軸方向Ａに延びる回転軸Ｊ２を中心に回転方向Ｒに回転する。駆動軸部材６２の回転軸Ｊ２は、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の中心軸Ｊ１と同一直線上に延びる。

【0037】

接続治具部材６３は、駆動軸部材６２と内側筒状樹脂成形体１１とを接続する。接続治具部材６３は、駆動軸部材６２により伝達された回転駆動力を内側筒状樹脂成形体１１に伝達することで、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２を、一体的に、中心軸Ｊ１を中心に回転方向Ｒに回転させる。

【0038】

軸方向押圧機構部７は、ベース板２のＸ２側の端部側において、ベース板２の上部に配置される。軸方向押圧機構部７は、ガラス管保持部材５をＸ１側に押圧することにより、芯状部材３、テーパガラス管４、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２を、Ｘ方向のＸ２側からＸ１側に向けて押圧する。軸方向押圧機構部７は、押圧機構７１と、軸方向移動部７２と、押圧機構支持壁７３と、を備える。

【0039】

押圧機構７１は、押圧部７１１を有し、押圧機構支持壁７３に支持される。押圧部７１１は、例えば、ベアリング付きのスプリンク機構（図示せず）を有して構成され、テーパガラス管４をＸ方向のＸ１側に押圧すると共に回転可能に構成される。押圧部７１１は、Ｘ方向のＸ１側に突出する押圧突起７１２を有する。

【0040】

押圧突起７１２は、スプリンク機構のバネ部材（図示せず）により付勢され、ガラス管保持部材５をＸ１側に押圧することにより、ガラス管保持部材５を介して、芯状部材３、テーパガラス管４、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２を、Ｘ方向のＸ２側からＸ１側に向けて押圧する。これにより、芯状部材３、テーパガラス管４、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２は、Ｘ方向において、押圧された状態で、回転機構部６と軸方向押圧機構部７との間に挟み込まれる。

【0041】

軸方向移動部７２は、軸方向移動アクチュエータ７２１と、軸方向駆動軸部材７２２と、を有する。軸方向移動アクチュエータ７２１は、軸方向Ａに直線駆動力を発生させて、発生させた直線駆動力を、軸方向駆動軸部材７２２に伝達する。軸方向駆動軸部材７２２のＸ２側の先端には、押圧機構支持壁７３が接続されている。軸方向駆動軸部材７２２を軸方向Ａに移動させることで、押圧機構支持壁７３は、軸方向Ａに移動される。

【0042】

以上のように構成される軸方向押圧機構部７は、軸方向移動アクチュエータ７２１により発生された直線駆動力により、軸方向駆動軸部材７２２を介して押圧機構支持壁７３を軸方向Ａに移動させる。これにより、押圧機構支持壁７３に支持された押圧機構７１の押圧突起７１２は、ガラス管保持部材５をＸ方向のＸ２側からＸ１側に向けて押圧することで、芯状部材３及びテーパガラス管４をＸ２側からＸ１側に向けて押圧する。

【0043】

ここで、芯状部材３の芯状部材テーパ外面３１１は、Ｘ方向（軸方向）のＸ２側からＸ１側に向かうに従って径が小さくなるように傾斜する。また、テーパガラス管４のガラステーパ内面４１は、芯状部材３の芯状部材テーパ外面３１１とは軸方向Ａに対して逆向きに傾斜して形成され、Ｘ方向（軸方向Ａ）のＸ１側からＸ２側に向かうに従って径が小さくなるように傾斜する。これにより、芯状部材３及びテーパガラス管４をＸ２側からＸ１側に向けて押圧することで、芯状部材３の芯状部材テーパ外面３１１が内側筒状樹脂成形体１１を径方向の外側に押圧できると共に、テーパガラス管４のガラステーパ内面４１が外側筒状樹脂成形体１２を径方向の内側に押圧できる。よって、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２を密着させるように径方向に押圧することができる。

【0044】

レーザ照射機構部８は、レーザ照射機器８１と、走査ミラー部８２と、集光レンズ８３と、を備える。

【0045】

レーザ照射機器８１は、レーザ発信器やコリメータ等を含んで構成される。レーザ照射機器８１は、外側筒状樹脂成形体１２の径方向の外側から、外側筒状樹脂成形体１２一部と内側筒状樹脂成形体１１の一部とが重なった接合部分にレーザ光ＬＢを照射する。レーザ照射機器８１としては、近赤外領域や中赤外領域の波長（７００～４０００ｎｍ）のレーザ光ＬＢを出射するものを利用でき、例えば、１２００～２５００ｎｍの波長のレーザ光ＬＢを出射するものが好ましい。例えば、レーザ光ＬＢとして、樹脂材料への吸収性を考慮して、適度な吸収性を有するＴｍレーザ（ツリウムレーザ、波長：２０００ｎｍ）を用いることができる。

【0046】

レーザ照射機器８１は、外側筒状樹脂成形体１２の一部と内側筒状樹脂成形体１１の一部とが重った接合部分に対して、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の軸方向Ａに沿ってレーザ光ＬＢを揺動幅Ｗｓ（所定幅）で往復して照射する。レーザ照射機器８１から出射されるレーザ光ＬＢは、走査ミラー部８２により揺動幅Ｗｓ（所定幅）で往復して走査されることで、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の接合部に照射される。

【0047】

レーザ照射機器８１は、所定のビーム径ｄｓ（図３Ａ参照）を有するレーザ光ＬＢを出射する。図１に示すように、レーザ照射機器８１から出射されるレーザ光ＬＢの光路上には、レーザ照射機器８１から内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の接合部までの間に、レーザ照射機器８１、走査ミラー部８２、集光レンズ８３、テーパガラス管４、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の接合部が、この順に配置されている。

【0048】

走査ミラー部８２は、レーザ照射機器８１から出射されるレーザ光ＬＢの光路上において、レーザ照射機器８１と内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の接合部との間に配置される。走査ミラー部８２は、レーザ照射機器８１から出射されるレーザ光ＬＢを内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の接合部に向けて反射させると共に、所定速度で往復するように回動軸を中心に回動することで、レーザ照射機器８１から出射されるレーザ光ＬＢを軸方向Ａに揺動幅Ｗｓで走査する。走査ミラー部８２は、レーザ照射機器８１から出射されるレーザ光ＬＢを、レーザ光ＬＢの揺動幅Ｗｓの範囲において、軸方向Ａに沿って所定速度で往復して揺動することで高速走査（高速スキャニング）を実行する。走査ミラー部８２として、例えば、ガルバノミラーを用いることができる。

【0049】

以上の走査ミラー部８２により、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２が回転方向Ｒに回転された状態で、軸方向Ａにおける揺動幅Ｗｓの範囲で、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の接合部にレーザ光ＬＢが高速走査されることにより、図２に示すように、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の接合部には、互いの樹脂材料が溶融して、揺動幅Ｗｓに比例した幅を有する連続的な溶着ビードＢが形成される。溶着ビードＢが狙い通りのビード幅を有することで，想定される外力に耐えられる十分な溶着強度を得ることができ、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２が良好な状態で溶着されて接合される。

【0050】

溶着ビードＢが十分な溶着強度を得るためには、下記の式（１）の関係が成立することが必要となる。
振動ピッチＰｓ＜接合界面のビーム径ｄｓ・・・（１）

【0051】

溶着ビードＢが十分な溶着強度を得るためには、レーザ光ＬＢが揺動幅Ｗｓの範囲で揺動する場合に、図３Ａに示すように、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の回転方向Ｒにおいて、往復するレーザ光ＬＢのビーム径ｄｓの少なくとも一部が重複している（分離していない）ことが必要であり、上記の式（１）の関係が成立することが必要となる。なお、本実施形態においては、揺動幅Ｗｓ＞接合界面におけるビーム径ｄｓである。

【0052】

上記の式（１）を満たす場合には、図３Ａに示すように、レーザ光ＬＢは、揺動幅Ｗｓの範囲において、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の回転方向Ｒにおいて往復するレーザ光ＬＢの接合界面のビーム径ｄｓとレーザ光の振動ピッチＰｓとが重複して、レーザ光ＬＢが面状の軌跡を描くことができる。これにより、上記の式（１）を満足する場合には、揺動幅Ｗｓの範囲において、レーザ光ＬＢを面状に揺動させることで、十分な溶着強度を得ることできる。

【0053】

一方、上記の式（１）を満たさない場合には、十分な溶着強度を得ることができない。より具体的には、上記の式（１）を満たさない場合とは、レーザ光ＬＢの振動ピッチＰｓが接合界面のビーム径ｄｓよりも大きい場合（振動ピッチＰｓ＞接合界面のビーム径ｄｓ）であって、例えば、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の回転方向Ｒの周速度ＶＢが速すぎる場合である。例えば、レーザ光ＬＢが揺動幅Ｗｓの範囲で揺動する場合に、図３Ｂに示すように、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の回転方向Ｒにおいて、往復するレーザ光ＬＢのビーム径ｄｓが重複しない（分離している）場合である。この場合には、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の回転方向Ｒにおいて往復するレーザ光ＬＢの接合界面のビーム径ｄｓとレーザ光の振動ピッチＰｓとが重複せずに、揺動幅Ｗｓの範囲において、レーザ光ＬＢが往復する線状の軌跡を描くことになる。そのため、上記の式（１）を満足さない場合には、図３Ｂに示すように、レーザ光ＬＢを線状に揺動させることになり、溶着強度が低下しやすくなる傾向となり、十分な溶着強度を得ることができない。

【0054】

言い換えると、レーザ光ＬＢの走査速度が内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の溶着部分の周速度ＶＢに対して遅いときは、図３Ｂに示すように、溶着ビードＢは折れ線状になるが、レーザ光ＬＢの走査速度が内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の溶着部分の周速度ＶＢに対して高速のときは、図３Ａに示すように、溶着ビードＢ同士が重なり合って、全体として連続した幅広の溶着ビードＢが形成されるという効果がある。また、レーザ光ＬＢの走査速度が内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の溶着部分の周速度ＶＢに対して遅いときは，熱源移動速度が遅くなり、図３Ｂの折れ線状の溶着ビードＢにより局所的に過大な入熱がされた状態となり、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の接合部が焦げたり劣化したりする不具合が発生する。これに対して、レーザ光ＬＢの走査速度が内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の溶着部分の周速度ＶＢに対して速いときは，図３Ａの連続した幅広の溶着ビードＢにより分散して入熱がされた状態となり、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の接合状態が良好でないという課題を解決して、内側筒状樹脂成形体１１と外側筒状樹脂成形体１２とを良好に接合できる。

【0055】

ここで、振動ピッチＰｓ＝接合界面の周速度ＶＢ／振動周波数Ｆｓという関係式が成り立つため、上記の式（１）に当てはめると、振動ピッチＰｓ＝接合界面の周速度ＶＢ／振動周波数Ｆｓ＜接合界面のビーム径ｄｓとなる。この関係式を整理することにより、下記の式（２）が得られる。よって、溶着ビードＢが十分な溶着強度を得るためには、下記の式（２）の関係を満たすことが好ましい。
振動周波数Ｆｓ＞接合界面の周速度ＶＢ／接合界面のビーム径ｄｓ・・・（２）

【0056】

集光レンズ８３は、図１に示すように、レーザ照射機器８１から出射されるレーザ光ＬＢの光路上において、走査ミラー部８２と内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の接合部との間に配置される。集光レンズ８３は、走査ミラー部８２に反射されたレーザ光ＬＢを集光して、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の接合部にレーザ光ＬＢを照射する。集光レンズ８３として、例えば、シリンドリカルレンズを用いることができる。

【0057】

集光レンズ８３としては、例えば、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の接合部の界面において、エネルギー密度が高くなる集光条件となるものを利用できる。例えば、レーザとしてＴｍレーザを用いて、集光レンズ８３の集光条件を適正化することにより、接合界面において表面の２倍以上のエネルギー密度を得ることができ、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の樹脂全体におけるレーザ照射による劣化（焦げ、蒸発に至らなくても低分子化による樹脂自身の強度低下など）を低減させることが可能となる。

【0058】

以上のように構成されたレーザ照射機構部８は、回転方向Ｒに回転する内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２に対して、レーザ照射機器８１から出射されたレーザ光ＬＢを走査ミラー部８２により揺動幅Ｗｓで揺動して走査すると共に、集光条件を適正化した集光レンズ８３により集光する。これにより、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の接合部を、揺動幅Ｗｓの幅で周方向に溶着できるため、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の接合強度を向上できる。

【0059】

次に、本発明のレーザ溶着方法について説明する。本実施形態のレーザ溶着方法は、筒状の内側筒状樹脂成形体１１と筒状の外側筒状樹脂成形体１２とをレーザによって溶着する溶着方法である。

【0060】

まず、内側筒状樹脂成形体１１の少なくとも一部を外側筒状樹脂成形体１２の内側の空間に配置することで、内側筒状樹脂成形体１１の少なくとも一部と外側筒状樹脂成形体１２の少なくとも一部とを径方向に重ねた状態で配置する（樹脂成形体配置工程）。

【0061】

続けて、芯状部材３及びテーパガラス管４を、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２に装着する。この場合には、図２に示すように、外側筒状樹脂成形体１２のＸ１側の内側の空間に、内側筒状樹脂成形体１１のＸ２側の端部をＸ１側から挿入して配置した状態で、芯状部材３をＸ２側からＸ１側に移動させて内側筒状樹脂成形体１１のＸ２側の内側の空間に挿入して配置する（芯状部材配置工程）と共に、テーパガラス管４をＸ２側からＸ１側に移動させて外側筒状樹脂成形体１２のＸ２側の外側テーパ外面１２ｂに当接又は近接させて配置する（押さえ部材配置工程）。

【0062】

テーパガラス管４を外側筒状樹脂成形体１２の外側テーパ外面１２ｂに当接又は近接させて配置させる場合、テーパガラス管４は、レーザ照射機構部８がレーザ光ＬＢを照射する初期においては、必ずしも、外側筒状樹脂成形体１２の外側テーパ外面１２ｂの全周に亘って当接する必要はなく、外側筒状樹脂成形体１２の外側テーパ外面１２ｂとの間に僅かな隙間を有して近接していてもよい。テーパガラス管４は、レーザ光ＬＢを照射する初期において、外側筒状樹脂成形体１２の外側テーパ外面１２ｂに近接して配置されていても、レーザ光ＬＢの照射で熱膨張することなどにより外側筒状樹脂成形体１２の外側テーパ外面１２ｂに当接することで、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の接合部を加圧できればよい。

【0063】

次に、軸方向押圧機構部７により、テーパガラス管４を保持するガラス管保持部材５をＸ方向のＸ２側からＸ１側に向けて押圧することで、芯状部材３及びテーパガラス管４をＸ２側からＸ１側に向けて押圧する。

【0064】

ここで、芯状部材３の芯状部材テーパ外面３１１は、Ｘ方向（軸方向）のＸ２側からＸ１側に向かうに従って径が小さくなるように傾斜する。また、テーパガラス管４のガラステーパ内面４１は、芯状部材３の芯状部材テーパ外面３１１とは軸方向Ａに対して逆向きに傾斜して形成され、Ｘ方向（軸方向Ａ）のＸ１側からＸ２側に向かうに従って径が小さくなるように傾斜する。これにより、芯状部材３及びテーパガラス管４をＸ２側からＸ１側に向けて押圧することで、芯状部材３の芯状部材テーパ外面３１１が内側筒状樹脂成形体１１を径方向の外側に押圧できると共に、テーパガラス管４のガラステーパ内面４１が外側筒状樹脂成形体１２を径方向の内側に押圧できる。よって、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２を密着させるように径方向に押圧することができる。

【0065】

次に、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２を、一体的に、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の中心軸を中心に回転させる（回転工程）。
続けて、外側筒状樹脂成形体１２の径方向の外側から、外側筒状樹脂成形体１２と内側筒状樹脂成形体１１とが重なった部分にレーザ光を照射する（レーザ光照射工程）。より具体的には、外側筒状樹脂成形体１２と内側筒状樹脂成形体１１とが重なった部分にレーザ光を照射する際に、外側筒状樹脂成形体１２と内側筒状樹脂成形体１１とが重った部分に対して、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の軸方向に沿ってレーザ光を揺動幅Ｗｓ（所定幅）で往復して照射する。

【0066】

これにより、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の接合部を、揺動幅Ｗｓの幅で周方向に溶着できるため、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の接合強度を向上できる。よって、内側筒状樹脂成形体１１と外側筒状樹脂成形体１２とを良好に接合できる。

【0067】

以上説明した本実施形態のレーザ溶着装置１によれば、以下のような効果を奏する。

【0068】

本実施形態のレーザ溶着装置１を、内側筒状樹脂成形体１１の少なくとも一部が外側筒状樹脂成形体１２の内側の空間に配置された状態で、内側筒状樹脂成形体１１の内側の空間に配置され内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の軸方向に延びる芯状部材３と、外側筒状樹脂成形体１２の径方向の外側から、外側筒状樹脂成形体１２と内側筒状樹脂成形体１１とが重なった部分にレーザ光ＬＢを照射するレーザ照射機構部８と、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２を一体的に中心軸Ｊ１を中心に回転させる回転機構部６と、を備えて構成した。

【0069】

ここで、内側筒状樹脂成形体１１の内側の空間に何も配置しないと、外側筒状樹脂成形体１２と内側筒状樹脂成形体１１とが重なった部分において、内側筒状樹脂成形体１１の内面は、溶着時の加熱により、塑性変形し易く、内側筒状樹脂成形体１１の内径を狭めて（断面積を減少させて）、内側筒状樹脂成形体１１の内部を通る物質の輸送機能を低下させたり、液溜りを形成して、衛生上の課題となるケースもある。さらに、外側筒状樹脂成形体１２と内側筒状樹脂成形体１１との接合部の加圧が不足すると、樹脂界面同士の密着状態が良好でなくなり、接合強度が低下するという課題がある。特に、外側筒状樹脂成形体１２及び内側筒状樹脂成形体１１が異種の樹脂材料で形成される場合には、外側筒状樹脂成形体１２及び内側筒状樹脂成形体１１を接合させる場合に、樹脂材料が相互に混ざり合いにくいため、この課題が顕著になる。
これに対して、本発明においては、芯状部材３を内側筒状樹脂成形体１１の内側の空間に配置したため、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の接合部において、接合強度を向上できると共に、膨張変形を抑制できる。よって、内側筒状樹脂成形体１１と外側筒状樹脂成形体１２とを良好に接合できる。

【0070】

また、本実施形態においては、芯状部材３を、内側筒状樹脂成形体１１の内面に当接すると共に軸方向Ａにおいて径が小さくなるように傾斜して形成される芯状部材テーパ外面３１１を有して構成した。これにより、芯状部材３を軸方向Ａに移動させることで、芯状部材テーパ外面３１１が径方向の外側に配置される内側筒状樹脂成形体１１の内面に押圧力を作用させることができるため、芯状部材テーパ外面３１１が内側筒状樹脂成形体１１の内面を容易に押圧できる。よって、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の密着性を一層向上できる。また、内側筒状樹脂成形体１１から芯状部材３を取り外す際において、芯状部材３を軸方向Ａに移動させるだけで、内側筒状樹脂成形体１１から芯状部材３を容易に取り外すことができる。

【0071】

また、本実施形態においては、外側筒状樹脂成形体１２の外面に当接又は近接して配置されると共にレーザ照射機構部８からのレーザ光ＬＢを透過するテーパガラス管４を更に備えて構成した。

【0072】

ここで、外側筒状樹脂成形体１２の外面に何も当接させないと、外側筒状樹脂成形体１２の外面は、レーザ光の集中により加熱されて、レーザ光の周辺では蒸発反力で溶着ビードが盛り上がり、中心部は深く窪み、美観上好ましくない状態になりやすい。また、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の局所的な肉厚が減少して、接合強度が低下した溶着ビードが形成されやすい。また、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の溶融時に、外側筒状樹脂成形体１２の外面の加圧が不十分な場合は、局所的に、溶着ビードの一部が窪んで、美観上好ましくない状態や、肉厚不足で接合強度が低下することがある。
これに対して、本発明においては、外側筒状樹脂成形体１２の外面に当接又は近接して配置されるテーパガラス管４を配置したため、外側筒状樹脂成形体１２を径方向の外側から押さえることができる。よって、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の接合強度を一層向上できる。また、外側筒状樹脂成形体１２の外観を、美観上、良好に形成できる。

【0073】

また、本実施形態においては、テーパガラス管４を、外側筒状樹脂成形体１２の外面に当接すると共に軸方向Ａにおいて径が小さくなるように傾斜して形成されるガラステーパ内面４１を有して構成した。これにより、外側筒状樹脂成形体１２を外側において軸方向Ａに移動させることで、外側筒状樹脂成形体１２が径方向の内側に配置される外側筒状樹脂成形体１２の外面に押圧力を作用させることができるため、ガラステーパ内面４１が外側筒状樹脂成形体１２の外面を容易に押圧できる。よって、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の密着性を一層向上できる。また、外側筒状樹脂成形体１２からテーパガラス管４を取り外す際において、外側筒状樹脂成形体１２を軸方向Ａに移動させるだけで、外側筒状樹脂成形体１２からテーパガラス管４を容易に取り外すことができる。

【0074】

また、本実施形態においては、テーパガラス管４のガラステーパ内面４１を、芯状部材３の芯状部材テーパ外面３１１とは軸方向Ａに対して逆向きに傾斜させて形成した。これにより、ガラステーパ内面４１と芯状部材テーパ外面３１１との間における逆向きに傾斜した部分において、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２を挟み込むことができる。よって、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２を径方向に押圧するため、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の密着性を一層向上できる。

【0075】

また、本実施形態においては、レーザ照射機構部８を、外側筒状樹脂成形体１２と内側筒状樹脂成形体１１とが重った部分に対して、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の軸方向Ａに沿ってレーザ光ＬＢを揺動幅Ｗｓで往復して照射するように構成した。
ここで、レーザ光は集光性が良いため、照射対象部（接合部）では局所的に極めて高密度のエネルギーが投与され、樹脂材料のように低融点（低分解温度）の材料の場合には、接合部の温度が上昇しすぎ、焦げの発生や強度劣化が生じる問題がある。これに対し、単純にデフオーカスでエネルギー密度を下げる場合やレーザ熱源の移動速度調整だけでは、接合に適した分布は得にくい問題があり、レーザ光のエネルギーの分布を適正に制御することが肝要となる。
これに対して、本発明においては、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２を揺動幅Ｗｓの範囲で周方向に溶着できる。よって、揺動幅Ｗｓの範囲で周方向に溶着できるため、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の接合強度を一層向上できる。

【0076】

以上、本発明のレーザ溶着装置１の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
例えば、前記実施形態においては、芯状部材３の外面にテーパ状の部分を有して構成したが、これに限定されない。例えば、芯状部材３を同径で軸方向に延びる円柱状に構成することで、芯状部材３の外面を軸方向に平行に形成してもよい。

【0077】

また、前記実施形態においては、テーパガラス管４（押さえ部材）の内面をテーパ状に形成したが、これに限定されない。例えば、押さえ部材を同径で軸方向に延びる円筒状に構成することで、押さえ部材の内面を軸方向に平行に形成してもよい。

【0078】

また、前記実施形態においては、テーパガラス管４のガラステーパ内面４１（テーパ内面）は、軸方向Ａに対して芯状部材３の芯状部材テーパ外面３１１（テーパ外面）とは逆向きに傾斜して形成したが、これに限定されず、互いを平行に形成してもよい。

【0079】

また、前記実施形態においては、レーザ照射機構部８を、内側筒状樹脂成形体１１及び外側筒状樹脂成形体１２の軸方向に沿って所定幅で往復するレーザ光により照射するように構成したが、これに限定されない。レーザ照射機構部８を、円運動するレーザ光により照射するように構成してもよいし、幅広のレーザ光により照射するように構成してもよい。

【符号の説明】

【0080】

１ レーザ溶着装置
３ 芯状部材
４ テーパガラス管（押さえ部材）
６ 回転機構部（回転部）
８ レーザ照射機構部
１１ 内側筒状樹脂成形体
１２ 外側筒状樹脂成形体
４１ ガラステーパ内面（テーパ内面）
３１１ 芯状部材テーパ外面（テーパ外面）
Ａ 軸方向
Ｊ１ 中心軸
ＬＢ レーザ光
Ｗｓ 揺動幅（所定幅）

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】