JP2013196845A - 車両用灯具及び車両用灯具の製造方法 - Google Patents

車両用灯具及び車両用灯具の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】レーザ照射により形成されるレンズとハウジングとの溶着部が見栄えを損なうことがない車両用灯具とその溶着方法を提供することにある。
【解決手段】光透過樹脂からなるレンズ１０に設けられた環状のリブ１２の先端部と、光吸収樹脂からなるハウジング２０に設けられた環状の支台部２４の上部とをレーザ光により溶着接合するにあたり、ハウジング２０の支台部２４を上面（溶着面）２５側の端部角が切除された形状とし、ハウジング２０の支台部２４の溶融部とレンズ１０のリブ１２の溶融部との融合部５０の、リブ１２の先端部の沈み込みで押し出された流出部５１が切除部に溜まって収容される。
【選択図】図７

Description

本発明は、車両用灯具及び車両用灯具の製造方法に関するものであり、詳しくは、車両用灯具を構成するレンズとハウジングがレーザ溶着されてなる車両用灯具及びそのレーザ溶着方法に関する。
従来、車両用灯具を構成するレンズとハウジングをレーザ照射により溶着する方法については、例えば、特許文献１に具体的な方法が開示されている。
その溶着方法とは、図９にあるように、一端開口を有するハウジング８０の開口端面をハウジング８０側の溶着面とし、レーザ透過性を有するプラスチックからなり溶着脚８１を有するレンズ８２の溶着脚８１の先端面をレンズ８２側の溶着面とし、互いの溶着面同士を接触させた状態でレーザヘッド８６からのレーザ光８３をレンズ８２の溶着脚を通して接触部に照射することにより互いの溶着面を溶融して溶着接合するものである。
この場合、レンズ８２の溶着面とハウジング８０の溶着面の一方又は両方に微細な凸凹を形成し、レーザ溶着の際に互いの溶着面同士を相対的な押圧状態とすることにより押し潰された凸部の潰れカス８４、８５がレーザ光８３を吸収して加熱・溶融され、溶融した潰れカス８４、８５が溶着面同士の加熱・溶融と共に相溶状態となって溶着面同士の溶着接合を強固なものとする、というものである。
特開２００５−３３９９８９号公報
ところで、上述のレーザ照射による溶着方法は、レンズ８２の溶着面の全面とハウジング８０の溶着面の全面の夫々の全面同時が対峙接触した状態でレーザ溶着を行うものである。その場合、互いの溶着面同士が相溶状態になるとレンズ８２の溶着脚８１が押圧によって溶融部に沈み込み、溶融部を押し潰してハウジングの側方に押し出すことになる。
その結果、溶着脚８１の側方にはみ出した溶融部が見栄えを損なうものとなり、車両用灯具の商品性を低下させると共に、場合によっては不良品と判定される可能性が十分にある。
そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、レーザ照射により形成されるレンズとハウジングとの溶着部が見栄えを損なうことがない車両用灯具とその溶着方法を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、レーザ光に対して透過性を有する光透過樹脂からなるレンズに設けられた環状のリブの先端部と、レーザ光に対して吸収性を有する光吸収樹脂からなるハウジングに設けられた環状の支台部の上部とを、相対的な押圧状態を保持しながら前記レンズを透過したレーザ光により溶着接合するレーザ溶着工程に関わる車両用灯具の製造方法であって、 前記支台部は前記上面外側の端部角が切除された形状を有すると共に前記切除された部分を溶融樹脂溜まり空間とし、レーザ照射により加熱溶融された前記リブの先端部と前記支台部の上部との融合部が前記押圧によるリブの沈み込みによって押し潰されて前記溶融樹脂溜まり空間に押し出され該溶融樹脂溜まり空間に溜まって収容されることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記支台部の上面外側の端部角は、平面又は内側に凹状の湾曲面で切除された形状を有することを特徴とするものである。
また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１又は請求項２において、前記支台部の上面外側の端部角は、該端部端面から内側に０．３〜１．０ｍｍの位置で切除された形状を有することを特徴とするものである。
また、本発明の請求項４に記載された発明は、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記レーザ光は、ガルバノスキャナを用いて走査されることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項５に記載された発明は、レーザ光に対して透過性を有する光透過樹脂からなるレンズに設けられた環状のリブの先端部と、レーザ光に対して吸収性を有する光吸収樹脂からなるハウジングに設けられた環状の支台部の上部とをレーザ光により溶着接合して灯室を形成した車両用灯具であって、前記支台部は前記上面外側の端部角が切除された形状の空間を有し、該空間にレーザ照射により加熱溶融された前記リブの先端部と前記支台部の上部との融合部が溜まって収容されていることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項６に記載された発明は、請求項５において、前記支台部の上面外側の端部角は、平面又は内側に凹状の湾曲面で切除された形状を有することを特徴とするものである。
また、本発明の請求項７に記載された発明は、請求項５又は請求項６において、前記支台部の上面外側の端部角は、該端部端面から内側に０．３〜１．０ｍｍの位置で切除された形状を有することを特徴とするものである。
光透過樹脂からなるレンズに設けられた環状のリブの先端部と、光吸収樹脂からなるハウジングに設けられた環状の支台部の上部とをレーザ光により溶着接合するにあたり、ハウジングの支台部を上面（溶着面）側の端部角が切除された形状とし、ハウジングの支台部の溶融部とレンズのリブの溶融部との融合部の、リブの先端部の沈み込みで押し出された流出部が切除部に溜まって収容されるようにした。
これにより、融合部の流出部がレンズの端部よりも外側にはみ出すことがなく、レンズ側から観視しても流れ出した流出部は一切見えることがなく見栄えを損なうことがない。
車両用灯具の縦断面説明図である。 レンズの断面説明図である。 ハウジングの断面説明図である。 図３の部分拡大図である。 溶着方法の説明図である。 従来の溶着状態の説明図である。 本実施形態の溶着状態の説明図である。 傾斜部の説明図である。 従来例の説明図である。
以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図８を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。
車両用灯具１は、例えば、図１（車両用灯具の縦断面説明図）に示すように、レンズ１０とハウジング２０とで密閉空間の灯室３０が形成され、灯室３０内に光源４０が収容された構成とされる。
レンズ１０は図２（レンズの断面説明図）のように、光源４０からの出射光や後述するハウジング２０との溶着工程で用いられるレーザ光に対して透過性を有する光透過樹脂（例えば、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタアクリレート）樹脂）、ポリカーボネート樹脂等）からなり、光源４０からの出射光を透過して前方方向に向かって照射する意匠面部１１と該意匠面部１１の一方の面の環状の縁部から立ち上がって所定の方向に延設された環状のリブ１２を備えている。
一方、ハウジング２０は図３（ハウジングの断面説明図）のように、レーザ光に対して吸収性を有する光吸収樹脂（例えば、ＡＳＡ（アクリロニトリルスチレンアクリレート）樹脂等）からなり、有底開口の底部２１に光源４０を装着する光源装着部２２を有する共に開口２３の環状の開口端部に環状の支台部２４を備えている。
そして、ハウジング２０の環状の支台部２４にレンズ１０の環状のリブ１２をレーザ光により溶着することで密閉空間からなる灯室３０を形成し、ハウジング２０の底部２１の光源装着部２２に光源４０を装着して該光源４０を灯室３０内に収容する。
このとき、ハウジング２０の支台部２４は、後述する、レンズ１０のリブ１２の先端面（溶着面）１３とで溶着部を形成する上面（溶着面）２５側の端部角が切除されて傾斜面２６が形成されている（図４（図３の部分拡大図）参照）。傾斜面２６は上面２５のリブ１２と当接している箇所よりも外側で、且つ、上面２５から支台部２４の端部側の側面との間を結ぶ傾斜面とされている。
次に、レンズ１０とハウジング２０の溶着方法について具体的に説明する。
まず、図５（ａ）に示すように、上述のレンズ１０とハウジング２０を対向配置してレンズ１０のリブ１２の先端面（接着面）１３とハウジング２０の支台部２４の上面（溶着面）２５を対峙させて互いに当接させ、互いの溶着面１３、２５同士を相対的な押圧状態に保持する。このとき、リブ先端面１３の幅は、支台部上面２５の幅よりも狭く、図５（ａ）に示すように支台部上面２５に、この幅に対して５０〜９０％程度の幅としたリブ先端面１３の全てが接触するようにしている。
次に、図５（ｂ）に示すように、対向配置したレンズ１０とハウジング２０の該レンズ１０側の上方に配設された、ガルバノスキャナ方式のレーザスキャンヘッド（図示せず）からレンズ１０のリブ１２に向かって環状にレーザ光Ｌを照射する。このレーザ照射は環状のリブ１２に沿って複数回繰り返して走査される。
すると、レーザスキャンヘッドからレンズ１０のリブ１２に向けて出射したレーザ光Ｌは、レーザ光Ｌを透過する光透過樹脂からなるレンズ１０の意匠面部１１及びリブ１２を透過して該リブ１２の先端面１３から出射し、その出射光が該先端面１３に対面接触した、光吸収樹脂からなるハウジング２０の支台部２４の上面２５に到達して照射する。
すると、ハウジング２０の支台部２４の上面２５の、リブ１２の先端面１３が接触する領域近傍のレーザ光Ｌが照射された部分は、該レーザ光Ｌのエネルギーを吸収して発熱し溶融する。この溶融部は、熱膨張により体積が増加し、その体積増加分が対面接触したレンズ１０のリブ１２の先端面１３側に膨出する。
このとき、レンズ１０のリブ１２の先端面１３とハウジング２０の支台部２４の上面２５とは互いに押圧保持状態にある。そのため、レンズ１０のリブ１２の先端面１３側に膨出した溶融部は、該溶融部の熱膨張力がそのままレンズ１０のリブ１２の先端面１３に伝わり、その熱膨張力を受けたリブ１２先端面１３の近傍に溶融部の熱が伝達されてその部分が加熱溶融し、溶融部が形成される。
すると、図５（ｃ）に示すように、ハウジング２０の支台部２４の溶融部とレンズ１０のリブ１２の溶融部とが融合して融合部５０を形成する。それと同時に、相対押圧によってレンズ１０のリブ１２の先端部の未溶融部分がハウジング２０の支台部２４上の融合部５０に沈み込む。
すると、リブ１２の先端部の未溶融部分が融合部５０に沈み込むときに、融合部５０を押し潰してハウジング２０の支台部２４の上面２５に押し出し、支台部２４の上面２５に押し出された融合部５０は該上面２５を伝わって内側及び外側に流れ、外側に流れた融合部５０は傾斜面２６に流れ出る。
ところで、図６（従来の溶着状態の説明図）のように、ハウジング２０の支台部２４の上面（溶着面）２５切除部が設けられてない場合は、リブ１２の先端部の沈み込みで未溶融部分によりハウジング２０の支台部２４の上面２５に押し出された融合部５０は、該上面２５を伝わって内側及び外側に流れ、外側に流れた融合部５０は端面２７に流れ出る。
すると、融合部５０の、支台部２４の端面２６に流れ出た部分５２は上方に位置するレンズ１０の端部１４よりも外側にはみ出すことになり、レンズ側から観視したときにその部分が見えるために見栄えを損なうものとなる。その結果、商品性を低下させると共に、場合によっては不良品と判定される可能性が十分にある。
具体的には、リブ１２の先端部の幅を２ｍｍとし、その先端部の沈み込み量を０．４ｍｍとすると、押し出される融合部５０の流出部５２の量は２×０．４＝０．８ｍｍ２の面積体積分となり、夫々の片側には０．４ｍｍ２ずつの面積体積分が押し出される。この場合、融合部５０は熱膨張状態にあるので膨張マージンを５０％とすると、片側の最大押し出し量は０．４×１．５＝０．６ｍｍ２の面積体積分となる。そこで、融合部５０の流出部５２の高さを０．３ｍｍとすると流出距離は０．６／０．３＝２ｍｍとなる。したがって、レンズ１０の端部１４がリブ１２の沈み込み部の端部から２ｍｍ以内に或る場合は、溶融部５０の流出部５２がレンズ１０の端部よりも外側にはみ出すことになる。
これに対し、本実施例においては、図７（本実施形態の溶着状態の説明図）のように、ハウジング２０の支台部２４の上面（溶着面）２５側の端部角に形成された傾斜面２６は、その上方に、角を切除すことにより確保された空間（溶融樹脂溜まり空間）２８を有しており、傾斜面２６に流れ出た融合部５０の流出部５１は、溶融樹脂溜まり空間２８と、レンズ１０とハウジング２０との互いに対向する面同士の隙間空間５５との連通空間内に留まり、レンズ１０の端部１４よりも外側にはみ出すことがなく、レンズ側から観視しても流れ出した流出部５１は一切見えず見栄えを損なうことがない。
なお、溶融樹脂溜まり空間２８は、レンズ１０のリブ１２の幅やレーザ照射により生じる融合部５０の容量等に基づいて求められた該融合部５０の流出量を溜めて収容するに十分な容量が確保される。
ところで、ハウジング２０の支台部２４の上面（溶着面）２５側の端部角を切除すことによって形成された傾斜面２６は、図４のような平面に限られるものではなく、図８（傾斜部の説明図）に示すように、内側に凹状の湾曲面で形成することも可能である。
この場合、切除面を平面とするときの支台部２４の端面２７からの切除量と、切除面を内側に凹状の湾曲面とするときの端面２７からの切除量とを同一とすると、平面形成の場合に比べて湾曲面形成の方が溶融樹脂溜まり空間２８の容積が大きくなり、流れ出した融合部５０の流出部２８を確実に溜めて収容することができる。言い換えると、湾曲面を形成するときの角の切除量を平面を形成するときの切除量よりも小さくしても、溶融樹脂溜まり空間２８の容量を同じものとすることができる。
なお、切除面（傾斜面）が平面であっても内側に凹状の湾曲面であっても、あるいはその他の形状であっても、支台部２４の端面２７から内側にＤ＝０．３〜１．０ｍｍの位置で切除されることが好ましい。切除量が大きくなると端面２７から溶融部までの長さが長くなって灯具を大型化させる要因となる（図４及び図８参照）。
１… 車両用灯具
１０… レンズ
１１… 意匠面部
１２… リブ
１３… 先端面（溶着面）
１４… 端部
２０… ハウジング
２１… 底部
２２… 光源装着部
２３… 開口
２４… 支台部
２５… 上面（溶着面）
２６… 傾斜面
２７… 端面
２８… 溶融樹脂溜まり空間
３０… 灯室
４０… 光源
５０… 融合部
５１… 流出部
５２… 流出部
５５… 隙間空間

Claims (7)

  1. レーザ光に対して透過性を有する光透過樹脂からなるレンズに設けられた環状のリブの先端部と、レーザ光に対して吸収性を有する光吸収樹脂からなるハウジングに設けられた環状の支台部の上部とを、相対的な押圧状態を保持しながら前記レンズを透過したレーザ光により溶着接合するレーザ溶着工程に関わる車両用灯具の製造方法であって、
    前記支台部は前記上面外側の端部角が切除された形状を有すると共に前記切除された部分を溶融樹脂溜まり空間とし、レーザ照射により加熱溶融された前記リブの先端部と前記支台部の上部との融合部が前記押圧によるリブの沈み込みによって押し潰されて前記溶融樹脂溜まり空間に押し出され該溶融樹脂溜まり空間に溜まって収容されることを特徴とする車両用灯具の製造方法。
  2. 前記支台部の上面外側の端部角は、平面又は内側に凹状の湾曲面で切除された形状を有することを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具の製造方法。
  3. 前記支台部の上面外側の端部角は、該端部端面から内側に０．３〜１．０ｍｍの位置で切除された形状を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用灯具の製造方法。
  4. 前記レーザ光は、ガルバノスキャナを用いて走査されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両用灯具の製造方法。
  5. レーザ光に対して透過性を有する光透過樹脂からなるレンズに設けられた環状のリブの先端部と、レーザ光に対して吸収性を有する光吸収樹脂からなるハウジングに設けられた環状の支台部の上部とをレーザ光により溶着接合して灯室を形成した車両用灯具であって、
    前記支台部は前記上面外側の端部角が切除された形状の空間を有し、該空間にレーザ照射により加熱溶融された前記リブの先端部と前記支台部の上部との融合部が溜まって収容されていることを特徴とする車両用灯具。
  6. 前記支台部の上面外側の端部角は、平面又は内側に凹状の湾曲面で切除された形状を有することを特徴とする請求項５に記載の車両用灯具の製造方法。
  7. 前記支台部の上面外側の端部角は、該端部端面から内側に０．３〜１．０ｍｍの位置で切除された形状を有することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の車両用灯具。
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