JP2013196845A - 車両用灯具及び車両用灯具の製造方法 - Google Patents
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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
【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。
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。
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
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)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。
- 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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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2012
- 2012-03-16 JP JP2012060471A patent/JP2013196845A/ja active Pending
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