JP2006082479A - 車輌用灯具の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 レンズに曇りの解消や融雪のためのヒータを備えた車輌用灯具を安価に製造すると共に、配光への影響を少なくすることを課題とする。
【解決手段】 レンズ２０にヒータ用金属線２１が備えられた車輌用灯具の製造方法であって、金属線を樹脂シート３０に熱布線する工程と、上記樹脂シートを金型５０内にインサートした状態でレンズを射出成形する工程とを備える。
【選択図】図９

Description

本発明は新規な車輌用灯具の製造方法に関する。詳しくは、レンズに曇りの解消や融雪のためのヒータを備えた車輌用灯具を安価に製造すると共に、配光への影響を少なくする技術に関する。

車輌用灯具において、レンズに付着した雪を融かしたり、曇りを解消する手段として、レンズに金属線を這い回し、該金属線に通電させてレンズを加熱する方法が知られている。

しかしながら、実際にレンズの所望の位置に金属線を這い回し且つ固定することは困難であり、また、金属線が配光に影響を及ぼしてしまうという問題があった。

そこで、本発明は、レンズに曇りの解消や融雪のためのヒータを備えた車輌用灯具を安価に製造すると共に、配光への影響を少なくすることを課題とする。

本発明車輌用灯具の製造方法は、上記した課題を解決するために、金属線を樹脂シートに熱布線する工程と、上記樹脂シートを金型内にインサートした状態でレンズを射出成形する工程とを備えたものである。

従って、本発明車輌用灯具の製造方法にあっては、金属線が布線されたレンズを備えた車輌用灯具の製造を安価に為すことが出来、且つ、配光への影響も少ない。

本発明車輌用灯具の製造方法は、レンズにヒータ用金属線が備えられた車輌用灯具の製造方法であって、金属線を樹脂シートに熱布線する工程と、上記樹脂シートを金型内にインサートした状態でレンズを射出成形する工程とを備えたことを特徴とする。

本発明車輌用灯具の製造方法にあっては、金属線を３次元形状をしたレンズではなく、樹脂シートに熱布線によって付与するので金属線を所望のパターンに布線することが容易であり、且つ、安価に行うことが出来る。

請求項２に記載した発明にあっては、上記熱布線は、上記樹脂シートに超音波振動を与えて加熱溶融させ金属線の少なくとも一部を樹脂シート内に埋め込む超音波布線であるので、熱布線のための設備が簡素で済み、且つ、作業時間の短縮が可能である。

請求項３に記載した発明にあっては、上記樹脂シートは金型内にインサートされる前に、予め所定の形状に整形されるので、成形時の金型内へのインサートが容易である。

請求項４に記載した発明にあっては、樹脂シートに端子を固定し、該端子に金属線を接続する工程を備えるので、金属線への給電のための電源部との接続を行いやすい。

請求項５に記載した発明にあっては、上記端子の位置で金属線を端子を跨ぐように位置させる工程と、上記端子とこれを跨いで位置された金属線とを溶接する工程とを備えるので、金属線と端子との接続作業が容易である。

請求項６に記載した発明にあっては、上記樹脂シートは、金属線が布線された面が射出される樹脂と対面する向きで金型内にインサートされるので、金属線のレンズからの脱落が防止されると共に、金属線が空気に触れることが無く、酸化等による劣化が無く、色変わりや抵抗値の変化が生じない。また、樹脂シートの金属線が布線された側の面はインサート成形によってレンズ用樹脂によって覆われるので、金属線が布線された周辺の乱反射や乱屈折が解消乃至緩和されて見映えの悪さが解消される。

以下に、本発明車輌用灯具の製造方法を実施するための最良の形態について添付図面を参照して説明する。

図１に本発明車輌用灯具の製造方法によって製造される車輌用灯具の一例を示す。

車輌用灯具１は、例えば、自動車用前照灯であり、前方に向かって開口した凹部有するランプボディ１０の前面開口がレンズ２０によって覆われてランプボディ１０とレンズ２０とによって画成された灯室１１が形成され、該灯室１１内に光源バルブ１２が配置される。光源バルブ１２は、例えば、放電バルブであるが、放電バルブ以外の光源バルブ、例えば、ハロゲンバルブ等の白熱バルブであっても良し、また、発光ダイオードを光源として用いても良い。

上記レンズ２０の内面には通電によって発熱する金属線２１、例えば、銅線が固定されている。上記金属線２１の線径は０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍが好ましく、また、隣接する金属線間の間隔ｄは５ｍｍ〜２５ｍｍの範囲が好ましい。金属線２１の線径が細すぎると、断線の危険が大きくなり、逆に太すぎると、レンズを透過する光線を遮ることになり、配光に影響することと、金属線２１が目立ち、見栄えを損なう。また、金属線間の間隔ｄを狭くし過ぎると、配光への影響が大きくなり、逆に、間隔ｄが広くなりすぎると所望の熱量を得ることが出来なくなる。

上記車輌用灯具１にあっては、レンズ２０に固定された金属線２１に通電すると、金属線２１が発熱し、それによって、レンズ２０のうち金属線２１が布線された部分の温度が上昇し、これによって、レンズ２０の表面に付着した雪が融かされ、また、レンズ２０の内外に生じた曇りが解消される。

次に、レンズ２０の内面に金属線２１を布線し、該布線された金属線２１をレンズ２０に固定する手段について説明する。

まず、樹脂シート３０に金属線２１を熱布線する。樹脂シート３０の材料樹脂はレンズ２０の材料樹脂と同様のものが良く、例えば、ポリカーボネイトやアクリル樹脂のシートがよい。そのような樹脂シート３０に金属線２１を熱布線する。ここで熱布線とは、金属線２１を布線する基材（ここでは樹脂シート３０）に熱を加えて加熱軟化させ、基材の加熱軟化した箇所に金属線２１を加圧して少なくとも部分的に基材に埋設する作業のことを言う。基材に熱を加える手段としては、例えば、基材に超音波振動を与えたり、加熱されている部材を基材に押し当てたりすることが考えられる。

図２に示す４０は、特許３１９０３４５号公報に示された熱布線用の布線ヘッドを簡略化して示したものである。先ず、図２（ａ）に示した状態において、金属線２１を案内部４１、４２に、ほぼＬ字状の経路を描くように挿通する。図２（ａ）に示す状態から、布線脚４３を図２（ｂ）に示すように突出させる。これによって、金属線２１は布線脚４３の先端によって引っ張られて、案内部４１からさらに引き出され、上記したＬ字の水平部にＶ字状部分が出来る。そこで、布線脚４３の先端を基材（樹脂シート３０）に押し当てる。これによって、金属線２１のＶ字状になった部分の先端が樹脂シート３０に押し当てられた状態とされる。そこで、布線脚４３の先端部を加熱し、又は、布線脚４３に超音波振動が与えられ、これによって、樹脂シート３０の布線脚４３が（直接に又は金属線２１を介して）接触している部分が加熱軟化される。従って、布線脚４３に樹脂シート３０方向への適当な圧力を加えておけば、金属線２１が布線脚４３に押されて加熱により軟化している樹脂シート３０内に押し込まれる（図６参照）。

そこで、布線脚４３を加熱し、又は、超音波振動を加えた状態で、樹脂シート３０方向への適当な圧力を加えた状態で、布線ヘッド４０を所望の経路で走行させれば、上記経路に沿って金属線２１が樹脂シート３０に埋設されていく。

そして、布線ヘッド４０が布線領域の最後まで走行されてきたら、カッター４４の先端を図２（ｃ）に示すように突出させて、金属線２１を切断する。

樹脂シート３０への金属線２１の布線が完了したら、金属線２１の両端を樹脂シート３０に予め固定しておいた端子２２に接続する。金属線２１の端子２２への接続は金属線２１の端部を端子２２に絡げた後溶接によって固定する。

上記端子２２は扁平な基部２２ａの一方の面の端部から接続部２２ｂが突出し、基部２２ａの他方の面から筒部２２ｃが突出している。また、上記接続部２２ｂに絡げ用の突起２２ｄが突設されている。そこで、端子２２の筒部２２ｃを樹脂シート３０に形成した取付孔３１に挿通し（図３の２点鎖線参照）、それから、上記筒部２２ｃの樹脂シート３０の裏側に通り抜けた部分を外側に折り曲げるようにカシメ（図３の実線参照）る。このようにして、端子２２が樹脂シート３０に固定される。そして、樹脂シート３０に布線された金属線２１の端部は端子２２の接続部２２ｂに突設された突起２２ｄに絡げられ、且つ、溶接される。

図４に布線パターンの概略を示したが、例えば、２点鎖線で囲んだ範囲で金属線２１を樹脂シート３０に埋設し、２点鎖線で囲んだ領域外に位置した金属線２１ａ、２１ａは樹脂シート３０から離れた（浮いた）状態としておき、該部分２１ａ、２１ａの端部を端子２２、２２の突起２２ｄ、２２ｄに絡げ、且つ、溶接する。

図５は樹脂シート３０に布線した金属線２１と端子との接続の別の例を示すものである。端子２３は扁平な基部２３ａの一方の面の端部から接続部２３ｂが突出し、基部２３ａの他方の面から筒部２３ｃが突出している。そこで、端子２３の筒部２３ｃを樹脂シート３０に形成した取付孔３１に挿通し（図５の２点鎖線参照）、それから、上記筒部２３ｃの樹脂シート３０の裏側に通り抜けた部分を外側に折り曲げるようにカシメ（図５の実線参照）る。このようにして、端子２３が樹脂シート３０に固定される。

そこで、端子２３の基部２２ａの手前まで樹脂シート３０に熱布線により埋め込んできた金属線２１を端子２３の基部２３ａの手前で樹脂シート３０から浮いた状態とし、金属線２１が端子２３の基部２３ａを跨いだ状態とし、そして、金属線２１が端子２３の基部２３ａを跨いだところで、端部２１ｂを樹脂シート３０に埋め込んだ状態とする。そして、金属線２１のうち端子２３の基部２３ａを跨いでいる部分２１ｃを端子２３の基部２３ａに溶接する。

以上のようにして、樹脂シート３０に金属線２１が所望のパターンで布線され、且つ、端子２２、２２（又は、２３、２３）と金属線２１の端部とが接続される。そして、熱布線により樹脂シート３０に金属線２１が埋め込まれた状態では、図６に示すように、金属線２１は樹脂シート３０内に半分ほどしか埋め込まれず、また、金属線２１の埋め込みによって押しやられた樹脂材料が金属線２１に沿って土手状に盛り上がった状態となる。そして、土手状***部３２、３２の端から端までの幅ｌ２は当然金属線２１の径ｌ１より大きくなるので、樹脂シート３０の見映えを損ねる。また、土手状***部３２、３２は光線に対してプリズムのような働きをするので、該土手状***部３２、３２等における乱屈折により配光が乱される。

次いで、上記したように金属線２１が布線された樹脂シート３０を金型内にインサートした状態でレンズ２０の射出成形を行うが、その前に、予め、樹脂シート３０を所定の形状に整形するプレフォームを行うことが好ましい。プレフォームによって樹脂シート３０の金型へのインサートが容易になる。このプレフォームは、樹脂シート３０を加熱軟化させると共に真空によって吸引して金型に押しつけたり、圧縮空気の空圧によって金型に押しつけたり、２つの金型の間で圧縮したりする、いわゆる熱成形によって行われる。例えば、図７（ａ）に示すように平板状をした樹脂シート３０を熱整形によって図７（ｂ）に示すように曲面状に整形する。なお、このとき、レンズ２０の材料樹脂と接触する側に金属線２１が位置するようにする。図７（ａ）の状態から図７（ｂ）の状態に整形すると、金属線２１が外側に位置するため、金属線２１が引き延ばされる。特に、大きな曲率で湾曲するコーナー部３３、３３では金属線２１は大きく引き延ばされることになり、断線の惧れがある。

そこで、プレフォーム時に大きく伸ばされる可能性のある部分に位置する金属線２１に余裕部を設けておくことが有用である。図８に上記余裕部の幾つかの例を示す。

図８（ａ）は金属線２１を波形のパターンに埋設して形成した余裕部２１ｄを示し、図８（ｂ）は金属線２１をジグザグのパターンに埋設して形成した余裕部２１ｅを示し、図８（ｃ）は部分的に樹脂シート３０から浮かせて位置させた余裕部２１ｆを示す。これら余裕部２１ｄ、２１ｅ、２１ｆ等を設けることによって、これら余裕部２１ｄ、２１ｅ、２１ｆが位置している部分の樹脂シート３０が整形によって伸ばされても、これら余裕部２１ｄ、２１ｅ、２１ｆが樹脂シート３０の伸びを吸収するので、金属線２１が断線する惧れはない。

上記したように、整形の済んだ樹脂シート３０をレンズ２０の成形用金型５０内にインサートする。図９に示すように、固定型５１と可動型５２とが型締めされてキャビティ５３が形成される。上記キャビティ５３はレンズ２０の大きさに整形後の樹脂シート３０を加えた大きさに形成され、該キャビティ５３内に整形後の樹脂シート３０をインサートする。このとき、金属線２１がレンズ２０の材料樹脂と接触するように、樹脂シート３０の金属線２１を布線した面３０ａが金型面５２ａと反対側に位置する向きでインサートする。

そして、上記キャビティ５３内にレンズ２０の材料樹脂を射出してレンズ２０を成形する。射出した樹脂の熱によって該射出樹脂がと接触した樹脂シートの布線面３０ａが軟化し、樹脂シート３０の布線面３０ａと射出樹脂の樹脂シート３０の布線面３０ａと接触した部分とが相溶状態となり、そして、射出樹脂が冷却固化することによって、レンズ２０と樹脂シート３０とが一体化される。そして、レンズ２０及びこれに一体化した樹脂シート３０が金型５０から取り出されて、ヒータが一体化されたレンズ２０が形成される。

上記したように、樹脂シート３０に金属線２１を布線した状態では、上記したように、金属線２１の両側にできる土手状***部３２、３２が図１０（ａ）に示すように目立ち、見映えが良くない。ところが、樹脂シート３０の布線面３０ａにレンズ２０が一体化されると、土手状***部３２、３２での乱屈折がほとんど気にならない程度に減少し、従って、レンズ２０の側から見ると、図１０（ｂ）に示すように、金属線２１のみが目立って見える状態となり、土手状***部３２、３２の存在は気にならなくなる。

そして、上記レンズ２０をランプボディ１０に組み込んだときに、端子２２、２２又は２３、２３に図示しないコネクタを介して電源部と接続し、適時に金属線２１に電力供給が出来るようにする。

上記した車輌用灯具の製造方法にあっては、金属線２１の布線は２次元的広がりのみを有する樹脂シート３０に対して行うので、布線が容易であり、且つ、熱布線によって布線するので、布線と同時に金属線２１は樹脂シート３０に保持されるので、布線した金属線２１を樹脂シート３０に固定するための固定手段、例えば、接着剤等が各別に必要でない。この点でも、布線工程を簡単で、且つ、安価に行うことが出来る。

また、熱布線したままの状態で使用するのではなく、熱布線した樹脂シート３０をいわゆるインサート成形によりレンズ２０に一体化するので、熱布線により樹脂シート３０に生じた配光を乱す要素がレンズ２０の材料樹脂によってコーティングされたと同様の状態になるため、金属線２１以外には配光に影響するものがほとんど無く、金属線２１の太さ及び金属線２１の配置密度を適正に選ぶことにより、配光にはほとんど影響がない。

なお、上記した実施の形態において示した各部の形状及び構造は、何れも本発明を実施するに際して行う具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。

曇り解消機能や寒冷地における融雪機能を備える車輌用灯具の製造に際して、レンズへの金属線の布線を容易に行うことが出来、且つ、完成したレンズの見映え、機能共に良好である。

本発明車輌用灯具の製造方法によって製造される車輌用灯具の一例を示すものであり、（ａ）は概略縦断面図、（ｂ）は概略正面図である。 金属線の布線を行う布線ヘッド一例を簡略化して示すものであり、（ａ）は布線前の待機状態を示し、（ｂ）は布線中の状態を示し、（ｃ）布線終了時の状態を示すものである。 樹脂シートの端子が取り付けられた部分を示す拡大断面図である。 金属線の布線パターンの例を示す図である。 端子への金属線の接続の変形例を示す要部の拡大断面図である。 布線により部分的に樹脂シート内に埋設された金属線の様子を示す拡大断面図である。 インサート成形前の整形の概要を示す概略断面図であり、（ａ）は整形前の状態を、（ｂ）は整形後の状態を示すものである。 樹脂シートの変形時の金属線の断線を防止する余裕部の例を示す図であり、（ａ）、（ｂ）はそれぞれ各別の例を示す要部の平面図、（ｃ）はさらに別例を示す要部の断面図である。 整形後の樹脂シートを金型内にインサートした状態を示す断面図である。 金属線が布線された部分の見え方を下段の断面図と共に示す正面図であり、（ａ）は布線した状態の樹脂シートの見え方を示し、（ｂ）は布線した樹脂シートをレンズにインサート成形した後の見え方を示すものである。

符号の説明

１…自動車用前照灯（車輌用灯具）、２０…レンズ、２１…金属線、２２…端子、２３…端子、３０…樹脂シート、３０ａ…布線面（金属線が布線された面）、５０…金型

Claims (6)

1. レンズにヒータ用金属線が備えられた車輌用灯具の製造方法であって、
   金属線を樹脂シートに熱布線する工程と、
   上記樹脂シートを金型内にインサートした状態でレンズを射出成形する工程とを備えた
   ことを特徴とする車輌用灯具の製造方法。
2. 上記熱布線は、上記樹脂シートに超音波振動を与えて加熱溶融させ金属線の少なくとも一部を樹脂シート内に埋め込む超音波布線である
   ことを特徴とする請求項１に記載の車輌用灯具の製造方法。
3. 上記樹脂シートは金型内にインサートされる前に、予め所定の形状に整形される
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車輌用灯具の製造方法。
4. 樹脂シートに端子を固定し、該端子に金属線を接続する工程を備える
   ことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載の車輌用灯具の製造方法。
5. 上記端子の位置で金属線を端子を跨ぐように位置させる工程と、 上記端子とこれを跨いで位置された金属線とを溶接する工程とを備える
   ことを特徴とする請求項４に記載の車輌用灯具の製造方法。
6. 上記樹脂シートは、金属線が布線された面が射出される樹脂と対面する向きで金型内にインサートされる
   ことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５に記載の車輌用灯具の製造方法。
   

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