JP4021120B2 - 車両用灯具の製造装置 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、いわゆる熱板溶着により前面レンズとランプボディとを溶着する車両用灯具の製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両用灯具の前面レンズとランプボディとを接合する方法としては、従来より、両者をシール材を介して接合する間接接合（例えば、ホットメルトシール等）と、両者を直接当接させて接合する直接接合（例えば、熱板溶着、振動溶着、超音波溶着等）とが知られている。
【０００３】
上記直接接合の１つである熱板溶着は、図５に示すように、前面レンズ１６の溶着予定面１６ｂとランプボディ１４の溶着予定面１４ｂとを加熱した後、これら両溶着予定面１６ｂ、１４ｂを互いに圧接することにより、前面レンズ１６とランプボディ１４との溶着を行うようになっている。
【０００４】
この熱板溶着を行う製造装置は、同図に示すように、前面レンズ１６を保持するレンズ保持治具１０２と、ランプボディ４を保持するボディ保持治具１０４と、両側面に上記両溶着予定面１６ｂ、１４ｂと略同一表面形状のレンズ加熱面１０６ａおよびボディ加熱面１０６ｂが形成された発熱体１０６とを備えている。そして、レンズ加熱面１０６ａおよびボディ加熱面１０６ｂに両溶着予定面１６ｂ、１４ｂを当接させることにより上記加熱を行うようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の製造装置においては、前面レンズ１６やランプボディ１４の寸法のバラツキあるいは装置自体の寸法精度誤差等により、レンズ加熱面１０６ａおよびボディ加熱面１０６ｂに両溶着予定面１６ｂ、１４ｂを当接させる際、当接面に圧縮荷重が作用することが少なくない。
【０００６】
このような圧縮荷重が作用すると、同図（ａ）に示すように、両溶着予定面１６ｂ、１４ｂの近傍部位が変形して両側に発泡バリｐ１、ｐ２が発生してしまう。そして、同図（ｂ）に示すように、このような発泡バリｐ１、ｐ２が発生した両溶着予定面１６ｂ、１４ｂを互いに圧接して前面レンズ１６とランプボディ１４との溶着を行うと、同図（ｃ）に示すように、完成品としての車両用灯具には、溶着面の両側にかなり大きな発泡バリＰが発生してしまう。そして、この発泡バリＰが前面レンズ１６を透して灯具外部から見えてしまうので、車両用灯具としては溶着面周辺の見映えが大きく損なわれたものとなってしまう、という問題がある。
【０００７】
さらに上記従来の製造装置においては、前面レンズ１６およびランプボディ１４の溶着予定面１６ｂ、１４ｂが、その加熱の際に発熱体１０６のレンズ加熱面１０６ａおよびボディ加熱面１０６ｂと接触するので、これらレンズ加熱面１０６ａおよびボディ加熱面１０６ｂに離型促進のための表面処理を施しておくことが必要となる。しかもこの表面処理は定期的に行う必要がある。また、ランプボディ１４はその材質としてＡＡＳ、ＡＢＳ等の合成樹脂材料が用いられるので、その溶着予定面１４ｂを発熱体１０６のボディ加熱面１０６ｂから引き離す際に糸引き現象が発生しやすくなる。そしてこのような糸引き現象が発生すると、その糸引き部分が溶着後の車両用灯具の灯室内に残ってしまい、外観不良を発生させる原因となる、という問題もある。
【０００８】
本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、熱板溶着により前面レンズとランプボディとを溶着する車両用灯具の製造装置において、溶着面周辺の見映えを大きく損うことなく効率良く溶着を行うことができる車両用灯具の製造装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、溶着時における前面レンズおよびランプボディの配置および発熱体の構成に工夫を施すことにより、上記目的達成を図るようにしたものである。
【００１０】
すなわち、本願発明に係る車両用灯具の製造装置は、
前面レンズの溶着予定面とランプボディの溶着予定面とを加熱した後、これら両溶着予定面を互いに圧接することにより、上記前面レンズと上記ランプボディとを溶着する車両用灯具の製造装置において、
上記前面レンズを保持するレンズ保持治具と、上記ランプボディを保持するボディ保持治具と、両側面に上記両溶着予定面と略同一表面形状のレンズ加熱面およびボディ加熱面が形成された発熱体とを備え、上記レンズ加熱面および上記ボディ加熱面に対して上記両溶着予定面を所定時間近接配置することにより上記加熱を行うように構成されており、
上記発熱体の両側面におけるレンズ加熱面およびボディ加熱面に、セラミック被膜が施されており、
上記セラミック被膜が、発熱によりピーク波長２．７〜３．５μｍの赤外線を放射するセラミックスで構成され、かつ、セラミックス溶射により形成されている、ことを特徴とするものである。
【００１１】
上記「セラミック被膜」は、少なくともレンズ加熱面およびボディ加熱面に施されていれば、上記両側面における他の部分に関しては、セラミック被膜が施されていてもよいし施されていなくてもよい。
【００１２】
【発明の作用効果】
上記構成に示すように、本願発明に係る車両用灯具の製造装置は、前面レンズの溶着予定面とランプボディの溶着予定面とを加熱した後、両溶着予定面を互いに圧接することにより、前面レンズとランプボディとを溶着するように構成されているが、上記両溶着予定面を発熱体のレンズ加熱面およびボディ加熱面に対して所定時間近接配置することにより上記加熱を行うように構成されているので、次のような作用効果を得ることができる。
【００１３】
すなわち、前面レンズの溶着予定面とランプボディの溶着予定面とを加熱する際、両溶着予定面をレンズ加熱面およびボディ加熱面に対して当接させるのではなく近接配置するだけであるので、前面レンズやランプボディに寸法のバラツキがあったり製造装置に寸法精度誤差があっても、レンズ加熱面およびボディ加熱面と両溶着予定面とが当接することはなく、したがって両溶着予定面の近傍部位が変形してその両側に発泡バリが発生してしまうようなことはない。そして、完成品としての車両用灯具に発生する発泡バリは、両溶着予定面を互いに圧接することにより溶着面の両側に発生するもののみであるので、前面レンズを透して灯具外部からこれを観察してもほとんど目立たない程の小さなものとなる。
【００１４】
また、上記両溶着予定面と発熱体のレンズ加熱面およびボディ加熱面とが非接触であるため、従来これらレンズ加熱面およびボディ加熱面に対して定期的に行われていた離型促進のための表面処理が不要となり、これによりメンテナンスが容易となる。また、従来のような糸引き現象が発生することもないので、その糸引き部分が溶着後の車両用灯具の灯室内に残って外観不良を発生させてしまうのを未然に防止することができる。
【００１５】
しかも、本願発明に係る車両用灯具の製造装置は、上記発熱体の両側面におけるレンズ加熱面およびボディ加熱面にセラミック被膜が施されているので、次のような作用効果を得ることができる。
【００１６】
すなわち、上記発熱体は、その発熱により熱エネルギを幅広い波長分布で放射する。しかもその波長分布は発熱温度により異なったものとなる。これに対し、加熱の対象となる前面レンズおよびランプボディは合成樹脂製であり、これらに吸収されやすい熱エネルギは中赤外線波長領域のものに限られている。一方、セラミックスは外部から熱エネルギを受けることにより２次的に熱エネルギを放射する性質があり、その際、特定の赤外線波長領域の熱エネルギを放射する性質がある。
【００１７】
そこで、レンズ加熱面およびボディ加熱面にセラミック被膜を施しておくことにより、前面レンズおよびランプボディに吸収されやすい中赤外線波長領域の熱エネルギを前面レンズおよびランプボディの溶着予定面に放射させることが可能となり、これにより加熱時間を短縮することができる。
【００１８】
このように本願発明によれば、熱板溶着により前面レンズとランプボディとを溶着する車両用灯具の製造装置において、溶着面周辺の見映えを大きく損うことなく効率良く溶着を行うことができる。
【００１９】
しかも本願発明においては、上記「セラミック被膜」を構成するセラミックスが、発熱によりピーク波長２．７〜３．５μｍの赤外線を放射するセラミックスで構成されているので、前面レンズおよびランプボディに対する吸収性の高い波長領域の熱エネルギを２次放射させるようにすることができる。
【００２０】
さらに本願発明においては、上記「セラミック被膜」が、セラミックス溶射により形成されるようになっているので、次のような作用効果を得ることができる。
【００２１】
すなわち、セラミック被膜はその膜厚が厚くなると、断熱作用により加温効果が低下し、また母材（発熱体）との熱膨張率の差によるクラックが生じやすくなるが、セラミックス溶射を採用すればセラミック被膜を薄く形成することが容易に可能となるので、加温効果の低下およびクラックの発生を未然に防止することができる。また、セラミックス溶射の採用により、レンズ加熱面およびボディ加熱面の表面形状が３次元的に変化する場合であっても、容易にセラミック被膜を形成することが可能となる。
【００２２】
上記加熱の際、レンズ加熱面およびボディ加熱面に対して両溶着予定面を近接配置するようになっているが、このときの間隔は各々５ｍｍ以下の値（例えば、０．３〜３．０ｍｍあるいは０．５〜１．０ｍｍ）に設定することが、熱効率良く短時間で溶着を行う上で好ましい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。
【００２４】
図１は、本願発明の一実施形態に係る車両用灯具の製造装置を示す分解断面斜視図であり、図２は、この製造装置により製造される車両用灯具１０を上向きに配置した状態で示す側断面図である。
【００２５】
上記製造装置について説明する前に、まず上記車両用灯具１０について説明する。
【００２６】
図２に示すように、この車両用灯具１０は、テールランプ等の標識灯であって、鉛直方向（灯具としては前後方向、以下同様）に延びる灯具基準軸Ａｘ上において光源バルブ１２が挿着されたランプボディ１４と、このランプボディ１４に熱板溶着により溶着された前面レンズ１６とを備えてなっている。
【００２７】
上記前面レンズ１６は、ＰＭＭＡ、ＰＣ等の熱可塑性樹脂材料で形成されている。この前面レンズ１６の外周縁部には、下方へ突出するシール脚１６ａが全周にわたって形成されている。一方、上記ランプボディ１４は、ＡＡＳ、ＡＢＳ等の熱可塑性樹脂材料で形成されている。このランプボディ１４の前端開口部には、上記シール脚１６ａと対向するようにして上方へ短く突出する突起部１４ａが全周にわたって形成されている。そして、これらシール脚１６ａの先端面１６ｂと突起部１４ａの先端面１４ｂとの間において、前面レンズ１６とランプボディ１４との熱板溶着が行われている。
【００２８】
図１に示すように、本実施形態に係る製造装置は、レンズ保持治具１１２とボディ保持治具１１４と発熱体１１６とを備えてなっている。
【００２９】
上記レンズ保持治具１１２は、上記前面レンズ１６の表面と略同一形状のレンズ装着凹部１１２ａが形成されてなり、該レンズ装着凹部１１２ａにおいて前面レンズ１６を保持するようになっている。一方、上記ボディ保持治具１１４は、上記ランプボディ１４の裏面と略同一形状のボディ装着凹部１１４ａが形成されてなり、該ボディ装着凹部１１４ａにおいてランプボディ１４を保持するようになっている。
【００３０】
上記発熱体１１６は、略プレート状の金属部材１１８に熱源としてのカートリッジヒータ１２０が埋設されてなっている。この発熱体１１６の上面１１６ａには、前面レンズ１６の溶着予定面１６ｂ（すなわちシール脚１６ａの先端面）と略同一表面形状のレンズ加熱面１１６ｂが形成されている。そして、この上面１１６ａにおけるレンズ加熱面１１６ｂおよびその周辺領域には、セラミック被膜Ｃが施されている。また、上記発熱体１１６の下面１１６ｃには、ランプボディ１４の溶着予定面１４ｂ（すなわち突起部１４ａの先端面）と略同一表面形状のボディ加熱面１１６ｄが形成されている。そして、この発熱体１１６の下面１１６ｃにおけるボディ加熱面１１６ｄおよびその周辺領域には、セラミック被膜Ｃが施されている。
【００３１】
上記発熱体１１６の上下両面１１６ａ、１１６ｃのセラミック被膜Ｃは、発熱によりピーク波長２．７〜３．５μｍの赤外線を放射するセラミックス（例えば、Ｓｉ酸化物、Ａｌ酸化物等）で構成されている。そして、このセラミック被膜Ｃはセラミック溶射により形成されており、その膜厚は０．５〜３．０ｍｍに設定されている。
【００３２】
図４は、発熱体１１６から放射される熱エネルギおよびセラミック被膜Ｃの表面から２次的に放射される熱エネルギの波長分布を示すグラフである。
【００３３】
図示のように、発熱体１１６から放射される熱エネルギの波長分布はその発熱温度により変化するが、セラミック被膜Ｃの表面からは、合成樹脂製の前面レンズ１６およびランプボディ１４に吸収されやすい中赤外線（２．７〜３．５μｍ）をピークとする波長分布で熱エネルギが２次放射される。そしてこれにより前面レンズ１６およびランプボディ１４の熱エネルギ吸収効率を高めるようにしている。
【００３４】
図３は、本実施形態に係る製造装置による前面レンズ１６とランプボディ１４との熱板溶着の様子を、図２のIII 部について詳細に示す工程図である。
【００３５】
まず、同図（ａ）に示すように、前面レンズ１６を保持したレンズ保持治具１１２とランプボディ１４を保持したボディ保持治具１１４とを、両者間に発熱体１１６を挿入するようにして上下に配置する。その際、発熱体１１６は、そのカートリッジヒータ１２０に通電してその金属部材１１８を予め５００〜８００℃程度に加熱しておく。そして、発熱体１１６と前面レンズ１６とは、そのレンズ加熱面１１６ｂと溶着予定面１６ｂとを微小間隔ｄ１（０．５＜ｄ１＜１．０ｍｍ）だけ離すようにして近接配置し、また、発熱体１１６とランプボディ１４とは、そのボディ加熱面１１６ｄと溶着予定面１４ｂとを微小間隔ｄ２（０．５＜ｄ２＜１．０ｍｍ）だけ離すようにして近接配置する。この状態で所定時間（１０〜２５秒程度）放置し、発熱体１１６から両セラミック被膜Ｃを介して放射される赤外線の熱エネルギにより、前面レンズ１６における溶着予定面１６ｂの近傍部位およびランプボディにおける溶着予定面１４ｂの近傍部位を軟化溶融させる。
【００３６】
次に、同図（ｂ）に示すように、レンズ保持治具１１２とボディ保持治具１１４との間から発熱体１１６を除去した後、レンズ保持治具１１２を下降させ、前面レンズ１６の溶着予定面１６ｂとランプボディ１４の溶着予定面１４ｂとを当接させ、さらに微小量だけレンズ保持治具１１２を下降させて両溶着予定面１６ｂ、１４ｂを互いに圧接することにより、両溶着予定面１６ｂ、１４ｂを確実に溶着する。
【００３７】
そして、同図（ｃ）に示すように、上記溶着により前面レンズ１６とランプボディ１４との溶着が完了した車両用灯具１０には、前面レンズ１６のシール脚１６ａとランプボディ１４の突起部１４ａとの溶着面の両側に発泡バリＰが発生するが、この発泡バリＰは上記圧接により発生するものであり、そのはみ出し量は極僅かなものとなる。
【００３８】
以上詳述したように、本実施形態に係る車両用灯具の製造装置は、前面レンズ１６の溶着予定面１６ｂとランプボディ１４の溶着予定面１４ｂとを加熱した後、両溶着予定面１６ｂ、１４ｂを互いに圧接することにより、前面レンズ１６とランプボディ１４とを溶着するように構成されているが、上記両溶着予定面１６ｂ、１４ｂを発熱体１１６のレンズ加熱面１１６ｂおよびボディ加熱面１１４ｂに対して所定時間近接配置することにより上記加熱を行うように構成されているので、次のような作用効果を得ることができる。
【００３９】
すなわち、前面レンズ１６の溶着予定面１６ｂ、１４ｂとランプボディ１４の溶着予定面１６ｂ、１４ｂとを加熱する際、両溶着予定面１６ｂ、１４ｂをレンズ加熱面１１６ｂおよびボディ加熱面１１４ｂに対して当接させるのではなく近接配置するだけであるので、前面レンズ１６やランプボディ１４に寸法のバラツキがあったり製造装置に寸法精度誤差があっても、レンズ加熱面１１６ｂおよびボディ加熱面１１４ｂと両溶着予定面１６ｂ、１４ｂとが当接することはなく、したがって両溶着予定面１６ｂ、１４ｂの近傍部位が変形してその両側に発泡バリが発生してしまうようなことはない。そして、完成品としての車両用灯具１０に発生する発泡バリＰは、両溶着予定面１６ｂ、１４ｂを互いに圧接することにより溶着面の両側に発生するもののみであるので、前面レンズ１６を透して灯具外部からこれを観察してもほとんど目立たない程の小さなものとなる。
【００４０】
また、上記両溶着予定面１６ｂ、１４ｂと発熱体１１６のレンズ加熱面１１６ｂおよびボディ加熱面１１４ｂとが非接触であるため、従来これらレンズ加熱面１１６ｂおよびボディ加熱面１１４ｂに対して定期的に行われていた離型促進のための表面処理が不要となり、これによりメンテナンスが容易となる。また、従来のような糸引き現象が発生することもないので、その糸引き部分が溶着後の車両用灯具の灯室内に残って外観不良を発生させてしまうこともなくなる。
【００４１】
しかも、本実施形態に係る車両用灯具の製造装置は、上記発熱体１１６の両側面におけるレンズ加熱面１１６ｂおよびボディ加熱面１１４ｂにセラミック被膜Ｃが施されているので、次のような作用効果を得ることができる。
【００４２】
すなわち、上記発熱体１１６は、その発熱により熱エネルギを幅広い波長分布で放射する。しかもその波長分布は発熱温度により異なったものとなる。これに対し、加熱の対象となる前面レンズ１６およびランプボディ１４は合成樹脂製であり、これらに吸収されやすい熱エネルギは中赤外線の波長領域のものに限られている。一方、セラミックスは外部から熱エネルギを受けることにより２次的に熱エネルギを放射する性質があり、その際、特定の赤外線波長領域の熱エネルギを放射する性質がある。
【００４３】
そこで本実施形態のように、レンズ加熱面１１６ｂおよびボディ加熱面１１４ｂにセラミック被膜Ｃを施しておくことにより、前面レンズ１６およびランプボディ１４に吸収されやすい中赤外線の波長領域の熱エネルギを前面レンズ１６およびランプボディ１４の溶着予定面１６ｂ、１４ｂに放射させることが可能となり、これにより加熱時間を短縮することができる。
【００４４】
このように本実施形態によれば、熱板溶着により前面レンズとランプボディとを溶着する車両用灯具の製造装置において、溶着面周辺の見映えを大きく損うことなく効率良く溶着を行うことができる。
【００４５】
特に本実施形態においては、上記セラミック被膜Ｃを構成するセラミックスとして、前面レンズ１６およびランプボディ１４に対する吸収性の高いピーク波長２．７〜３．５μｍの赤外線を２次放射するセラミックスが選択されているので、溶着効率を一層向上させることができる。
【００４６】
しかも本実施形態においては、上記セラミック被膜Ｃがセラミックス溶射により形成されているので、その膜厚を薄く設定することができ、これによりセラミック被膜Ｃの断熱作用による加温効果の低下やクラックの発生を未然に防止することができる。また、セラミックス溶射の採用により、本実施形態のようにレンズ加熱面１１６ｂおよびボディ加熱面１１４ｂの表面形状が２次元的ではなく、３次元的に変化するような場合であっても、容易にセラミック被膜Ｃを形成することが可能となる。
【００４７】
また、本実施形態においては、両溶着予定面１６ｂ、１４ｂを加熱する際、これらをレンズ加熱面１１６ｂおよびボディ加熱面１１４ｂに対して０．５〜１．０ｍｍの微小間隔ｄ１、ｄ２で近接配置するようになっているので、熱効率良く短時間で溶着を行うことができる。なお、これら各微小間隔ｄ１、ｄ２は、０．５〜１．０ｍｍの範囲外であっても５ｍｍ以下の値であれば、両溶着予定面１６ｂ、１４ｂを軟化溶融させることが十分可能である。
【００４８】
本実施形態および各変形例においては、溶着対象である車両用灯具１０が標識灯である場合について説明したが、他の種類の車両用灯具に対しても本実施形態の構成を採用することにより本実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の一実施形態に係る車両用灯具の製造装置を示す分解断面斜視図
【図２】上記製造装置により製造される車両用灯具を上向きに配置した状態で示す側断面図
【図３】上記製造装置による前面レンズとランプボディとの熱板溶着の様子を、図２のIII 部について詳細に示す工程図。
【図４】上記製造装置の発熱体から放射される熱エネルギおよびセラミック被膜の表面から２次的に放射される熱エネルギの波長分布を示すグラフ
【図５】従来例を示す、図３と同様の図
【符号の説明】
１０ 車両用灯具
１２ 光源バルブ
１４ ランプボディ
１４ａ 突起部
１４ｂ 溶着予定面（先端面）
１６ 前面レンズ
１６ａ シール脚
１６ｂ 溶着予定面（先端面）
１１２ レンズ保持治具
１１２ａ レンズ装着凹部
１１４ ボディ保持治具
１１４ａ ボディ装着凹部
１１６ａ 上面
１１６ｂ レンズ加熱面
１１６ｃ 下面
１１６ｄ ボディ加熱面
１１８ 金属部材
１２０ カートリッジヒータ
Ａｘ 灯具基準軸
Ｃ セラミック被膜
ｄ１、ｄ２ 微小間隔
Ｐ 発泡バリ

Claims (2)

  1. 前面レンズの溶着予定面とランプボディの溶着予定面とを加熱した後、これら両溶着予定面を互いに圧接することにより、上記前面レンズと上記ランプボディとを溶着する車両用灯具の製造装置において、
    上記前面レンズを保持するレンズ保持治具と、上記ランプボディを保持するボディ保持治具と、両側面に上記両溶着予定面と略同一表面形状のレンズ加熱面およびボディ加熱面が形成された発熱体とを備え、上記レンズ加熱面および上記ボディ加熱面に対して上記両溶着予定面を所定時間近接配置することにより上記加熱を行うように構成されており、
    上記発熱体の両側面におけるレンズ加熱面およびボディ加熱面に、セラミック被膜が施されており、
    上記セラミック被膜が、発熱によりピーク波長２．７〜３．５μｍの赤外線を放射するセラミックスで構成され、かつ、セラミックス溶射により形成されている、ことを特徴とする車両用灯具の製造装置。
  2. 上記加熱時における上記レンズ加熱面および上記ボディ加熱面と上記両溶着予定面との間隔が、各々５ｍｍ以下の値に設定されている、ことを特徴とする請求項１記載の車両用灯具の製造装置。
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