CN102959317A - 发光装置及该发光装置用合成树脂灯罩的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种发光装置及该发光装置用合成树脂灯罩的制造方法。其中，利用注射模塑成形模具成形出半成品，将半成品安装于加热用具而使其软化后，在模具内利用压缩空气使该半成品膨胀而将其形成为灯罩形状，并将在注射模塑成形模具的型芯部形成的凹凸形状转印，从而在所述半成品的内壁上形成凹凸形状，由此制造出发光装置用合成树脂灯罩，从而容易将灯罩内壁下方部的凹凸形状形成为所期望的形状。

Description

发光装置及该发光装置用合成树脂灯罩的制造方法
技术领域
本发明涉及照明用灯泡及照明用灯泡中使用的灯罩(globe)的制造方法。
背景技术
在图9中示出照明用灯泡的代表性的结构图。图9是实现宽配光的LED灯泡的结构图。如图9所示，安装有半导体发光元件21的基台2固定在铝板1上。并且，第一反射板31及第二反射板32固定在铝板1上。在铝板1的周围固定有散热体4，在散热体4的下方固定有金属零件5。在由铝板1、散热体4及金属零件5包围的空间部中安装有未图示的电源电路，在铝板1上表面固定有用于保护基台2的灯罩6。
由半导体发光元件21发出的光被分成通过第一反射板31的窗部311而直线前进的光71、通过第一反射板31的窗部311后由第二反射板32反射而将方向改变为横向的光72、由第一反射板31反射而将方向改变为下方向的光73。为了扩宽该灯泡的配光角，优选由第一反射板31反射而通过灯罩6的光73经由灯罩6扩散。因此，灯罩6的材料通常使用含有扩散材料的合成树脂材料。
为了使光的分配均匀，优选灯罩6的形状为球或椭圆体，为了确保更后方的光，优选灯罩6的外径比散热体4的外径大。即，优选灯罩6的形状为袋状。因此，以往，作为灯罩6的制造方法，主要使用如下方法：通过注射模塑成形法预先制作有底筒状的半成品，并利用压缩空气使半成品在吹塑成形模内膨胀，由此成形为所期望的灯罩形状。
使用图10(a)至图10(d)，对通过该现有的吹塑成形法进行的灯罩制造的流程进行说明。图10(a)是表示将通过注射模塑成形法成形出的半成品8(型坯)插入到棒状的加热用具中而使半成品8预先软化后，将其放置到吹塑成形模10中，并将吹塑成形模10关闭的状态的图。之后，利用从供给口11供给的压缩空气使半成品8膨胀。图10(b)是表示半成品8通过压缩空气膨胀而成形为所期望的灯罩形状的状态的图。
图10(c)是表示通过上述的方法成形出的灯罩6的形状的图。在吹塑成形中，需要将半成品8强有力地限制在支架部9上，以免在向半成品8供给压缩空气的支架部9上产生空气泄漏。因此，在半成品8上设置具有突起的按压余量部(押さえ代)82，并通过按压夹具将半成品8经由按压余量部82牢固地固定于支架部9。按压余量部82在成形后被从切断面12切断，从而形成图10(d)所示那样的灯罩形状。
在专利文献1中，还提出有通过如下方法来制造灯罩6的方法：通过真空吸引将合成树脂片固定于夹具后，在成形模内利用压缩空气使该合成树脂片膨胀，由此成形为所期望的灯罩形状，之后将多余的部分切掉。
使用图11(a)至图11(f)对专利文献1的方法进行说明。如图11(a)所示，准备在吹塑成形用的分割模具402上配置有夹紧装置403，且在夹紧装置403的上方配置有棒状的插入件404的成形装置。分割模具402左右分开而进行待机。在夹紧装置403之间夹有合成树脂片401。合成树脂片401预先被加热软化，且被夹在夹紧装置403中而水平地固定。
通过使插入件404下降，利用插入件404的球状的前端对加热软化后的合成树脂片401如图11(b)所示那样垂直地按压，使其在比夹紧装置403的开口部405靠下方的位置伸入到分离模具402内。
插入件404在其周壁具有多处通气孔406。通气孔406经由安装部内的通路407与未图示的真空装置及压缩空气产生装置连通。首先，使真空装置工作，将处于软化状态的合成树脂片401经由插入件404的通气孔406而在真空的作用下直接拉入，此时，合成树脂片401如图11(c)所示那样成为与插入件404密接的合成树脂片410。
接着，如图11(d)所示，关闭分离模具402。然后，使压缩空气产生装置工作而从通气孔406喷出压缩空气，由此如图11(e)所示那样，使与插入件404密接的合成树脂片410与分离模具402的模面408密接。
之后，如图11(f)所示，打开分离模具402并松开夹紧装置403，由此将成形品409取出。
在下一工序中将取出的成型品409的多余的部分切掉，来形成灯罩6。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭58-209531号公报
专利文献2：日本特开平4-164825号公报
发明的概要
发明要解决的课题
通过增加合成树脂中含有的扩散材料的含有量，由此能够增加灯罩6上的光的扩散率而使配光角进一步扩宽，但与此同时，存在光的透射率降低且光的取出效率降低这样的问题。
另外，已知有通过在灯罩6的表面形成凹凸形状，来使通过灯罩6的光扩散的方法。根据该方法，由于灯罩6内的光的吸收率没有变化，因此具有与扩散率的增大相伴的光的取出效率的降低量比增加合成树脂中含有的扩散材料的含有量的情况少这样的优点。
然而，当在灯罩6的表面设置凹凸形状时，存在外观品质降低且容易附着灰尘这样的问题，因此优选凹凸形状设置在灯罩6内壁上。在现有的吹塑成形法中，即使在半成品的内壁形成凹凸形状，由于利用压缩空气使半成品膨胀，因此在半成品的内壁上形成的凹凸也会伸展。即，存在难以保持需要的形状的问题。
在专利文献2中，提出有通过在灯罩6下方部形成厚壁部，来对该部分附加透镜功能的方法。
使用图12对专利文献2的方法进行说明。将通过图12(a)所示的环形模501取出的熔融玻璃502如图12(b)所示那样插入到预备模具505中。预备模具505是组合模，在预备模具505的内壁面设有凹入的凹部504。将通过吹塑成形而成形出的成形玻璃503取出，由此成形出图12(c)所示那样的具有突出部506的成形玻璃503。对成形玻璃503再次进行加热软化后，如图12(d)所示，插入到正式模具507中来进行吹塑成形，由此在成形玻璃503的内壁部形成透镜状的厚壁部。
然而，在该方法中，需要实施两次吹塑成形，使成本变高。并且，难以使厚壁部的曲率半径变大，不太能够期待大的折射率。并且，由于通过合成树脂内的光的吸收率与壁厚成比例，因此还产生光的取出效率在厚壁部降低这样的问题。
另外，在上述的吹塑成形法中，在将通过注射模塑成形法成形出的半成品暂时冷却而使尺寸稳定后，将其插入到加热用具中进行软化。此时，需要将半成品加热到载荷挠曲温度以上，因此加热时间和能量的损耗大。
发明内容
因此，本发明的目的在于解决上述课题而以低成本提供一种配光特性及光的取出效率良好的照明用的灯罩6。
用于解决课题的手段
为了达成上述目的，本发明的发光装置具备：安装有半导体发光元件的基台；在所述半导体发光元件的上方对从所述半导体发光元件发出的光进行反射的反射板；配置在所述基台的下部的散热体；位于所述散热体上部，覆盖所述基台、所述半导体发光元件及所述反射板的灯罩，所述发光装置的特征在于，在所述灯罩内壁中的下方部设有凹凸形状。
另外，本发明的发光装置用合成树脂灯罩的制造方法的特征在于，包括：利用注射模塑成形模具成形出半成品的注射模塑成形工序；将所述半成品安装于加热用具而使所述半成品软化后，在模具内利用压缩空气使所述半成品膨胀而将其形成为灯罩形状的吹塑成形工序，并且，将在所述注射模塑成形模具的型芯部形成的凹凸形状转印，从而在所述半成品的内壁上形成凹凸形状。
发明效果
根据本发明，通过在灯罩内壁的下方部形成凹凸形状，由此使通过灯罩下方部的光较大地折射，从而能够使扩散率提高，能够得到宽的配光角。
并且，由于使用在利用注射模塑成形模具成形半成品的注射模塑成形工序中，将在所述注射模塑成形模具的型芯部形成的凹凸形状转印而在所述半成品的内壁上形成凹凸形状的制造方法，因此具有容易将灯罩内壁下方部的凹凸形状形成为所期望的形状这样的效果。
附图说明
本发明的上述的方式和特征通过参照附图对优选的实施方式的如下叙述而得以明确。
图1A是本发明的实施例的灯罩形状的剖视图。
图1B是本发明的实施例的LED灯泡的结构图。
图1C是在本发明的实施例的灯罩内壁形成的凹凸部的放大图。
图1D是在本发明的变形例的灯罩内壁形成的凹凸部的放大图。
图2A涉及本发明的灯罩的光路，是在内壁没有设置凹凸形状的灯罩上的光路的图。
图2B涉及本发明的灯罩的光路，是在内壁形成有半球面形状的灯罩上的光路的图。
图2C涉及本发明的灯罩的光路，是在内壁形成有环状的菲涅耳透镜形状的灯罩上的光路的图。
图3是本发明的实施例中的(a)半成品的剖视图、(b)灯罩的剖视图。
图4是本发明的实施例中的注射模塑成形模具的(a)成形开始前(开模状态)的状态图、(b)合模、注射后的状态图、(c)注射、冷却结束且进行开模动作后的状态图、(d)取出成形品(半成品)时的状态图。
图5是本发明的实施例的加热用具的(a)在加热用具中插入半成品时的状态图、(b)表示加热用具的动作的图、(c)通过加热用具加热半成品时的状态图。
图6是本发明的实施例的吹塑成形模的结构图。
图7是本发明的实施例的吹塑成形模的(a)向吹塑成形模供给半成品时的状态图、(b)在关闭吹塑成形模的工序中半成品与固定侧模板接触的时刻的状态图、(c)关闭吹塑成形模的工序中的支架部与基座模具接触的时刻的状态图、(d)吹塑成形模完全合模时的状态图、(e)供给压缩空气来使半成品膨胀时的状态图、(f)使压缩空气释放时的状态图、(g)灯罩形成工序结束并即将开始开模之前的状态图、(h)打开吹塑成形模的中途的状态图、(i)吹塑成形模的开模动作结束时的状态图。
图8是表示本发明的实施例的吹塑成形模的(a)楔形体下降的状态下的半成品与楔形体的关系的图、(b)楔形体上升的状态下的半成品与楔形体的关系的图。
图9是实现宽配光的现有的LED灯泡的结构图。
图10是现有例的吹塑成形模的(a)将半成品安置在灯罩成形模且合模时的状态图、(b)利用压缩空气使半成品膨胀后的状态图、(c)刚吹塑成形之后的灯罩形状的剖视图、(d)切断不需要部分后的灯罩形状的剖视图。
图11是专利文献2的(a)将合成树脂片安置于吹塑成形装置的状态图、(b)将插入件向合成树脂片压紧时的状态图、(c)通过真空吸引使合成树脂片与插入件密接时的状态图、(d)合模时的状态图、(e)供给压缩空气来使合成树脂片膨胀而使其与模面密接时的状态图、(f)开模时的状态图。
图12是专利文献3的(a)通过环形模取出的熔融玻璃的状态图、(b)通过预备模具将熔融玻璃吹塑成形时的状态图、(c)通过预备模具成形出的成形玻璃的状态图、(d)通过正式模具对由预备模具成形出的成形玻璃再次进行吹塑成形时的状态图。
具体实施方式
在继续进行本发明的叙述之前，对附图中相同的部件标注同一参照符号。以下，基于附图，对本发明的实施方式及实施例详细地进行说明。
(结构)
在图1A中示出本发明的实施例的灯罩6的截面形状。灯罩6的材料使用含有扩散材料的合成树脂材料(聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、ABS、AS、聚缩醛、聚乙烯、聚碳酸酯、聚酯、聚丙烯、氯乙烯等)。在下述的成形中也使用相同的树脂。上述扩散材料的含有量限制成能够将灯罩6上的光的透射率确保为90％以上的程度。在图1A中，在灯罩6内壁的下方部形成有凹凸部13，入射到凹凸部13的光17在凹凸部13发生折射而从灯罩6扩散，并成为光18而被放射出。凹凸部13可以为任意的半球面形状，并且，还可以为环状的菲涅耳透镜形状。将凹凸部13设置在灯罩6的内壁上的理由是，在灯罩6的外周设置凹凸部13的情况下，作为照明装置来说在外观上存在问题，且容易附着尘土或灰尘。
本发明的实施例的灯罩6具有光线通过部61、向散热体插入的插入部62。向散热体插入的插入部62是照明装置的插入到散热体中的部分，具有在长度方向上大致成为直线的圆筒形状。另外，向散热体插入的插入部62是光不通过的部分，在以下说明的制造中，还被利用于灯罩6的保持。
另外，在灯罩6的光线通过部61与向散热体插入的插入部62的交界部的外壁面上设有台阶63，向散热体插入的插入部62的厚度(t2)为光线通过部61的厚度(t1)的2/3以下。另外，灯罩6的内壁部除了凹凸部13之外，形成为没有台阶的连续的形状。在此，光线通过部61的厚度t1大致固定，在本实施例中约为1.5mm。在后述的制造方法的说明部分中将进行说明，由于在高度方向上压缩来成形灯罩6，因此本实施例的灯罩6从下端面到台阶63为止成为直线，之后向外侧及外径扩宽(从灯罩6的中心离开)，然后成为球状。另外，本实施例的灯罩6具有在左右及前后对称的形状。在该扩宽的部分，能够将图9中说明的进行反射而方向改变为下方向的光73以更宽的配光角放出。
向外形扩宽的区域是与安装有半导体元件21的位置对应的侧面部分。或者是与第一反射板31及第二反射板32对应的侧面。上部部分为球面。
凹凸部13设置到向散热体插入的插入部62的跟前(台阶63之前)为止，即，设置到光透过的部分与光不透过的部分的交界为止。
在图1B中示出本实施例的照明装置。即，在照明装置内部，安装有半导体发光元件21的基台2固定于铝板1，并且，第一反射板31及第二反射板32固定于铝板1。在铝板1的周围固定有散热体4，在散热体4的下方固定有金属零件5。在由铝板1、散热体4及金属零件5包围的空间部中安装有未图示的电源电路，在铝板1上表面固定有用于保护基台2的灯罩6。由半导体发光元件21发出的光被分成通过第一反射板31的窗部311而直线前进的光71、通过第一反射板31的窗部311后由第二反射板32反射而将方向改变为横向的光72、由第一反射板31反射而将方向改变为下方向的光73。为了扩宽该灯泡的配光角，优选由第一反射板31反射而通过灯罩6的光73经由灯罩6扩散。因此，灯罩6的材料通常使用含有扩散材料的合成树脂材料。
图2A至图2C表示因灯罩6的内壁形状的不同引起的向灯罩6入射的光的光路的不同。在图2A至图2C中，示出灯罩6的材料中不含有扩散材料的情况下的光的光路。
图2A是表示在灯罩6内壁没有设置凹凸形状时的向灯罩6入射的光的光路的图。入射到灯罩6的光因灯罩6的材料的折射率和空气的折射率的不同，在灯罩6的入射部分(入射面)和出射部分(出射面)这两个部位发生折射，但由于灯罩6的入射面与出射面平行，因此即使入射角度不同，入射角与出射角也表现出大致相等的值。例如图2A所示，无论是相对于铅垂方向以30度的角度入射的光14，还是相对于铅垂方向以10度的角度入射的光15，出射角与入射角都大致相等。
图2B是表示在灯罩6的内壁形成有半球面形状(凹凸部13)时的向灯罩6入射的光的光路的图。在灯罩6的内壁形成有任意的球面状的凹凸部13。凹凸部13具有突出的部分和未突出的部分交替地形成的凹凸形状。这种情况下，由于灯罩6的入射面和出射面的角度因部位不同而变化，因此入射到灯罩6的光被扩散而从灯罩6射出。通过该扩散效果，向灯罩6的下方部的光的亮度变高，灯泡的配光角变大。其中，相对于铅垂方向以30度的角度入射的光14在扩散的同时还透过灯罩6而射出，而相对于铅垂方向以10度的角度入射的光15的一部分在灯罩6表面发生全反射而返回到灯罩6内(由灯罩6的表面反射的光16)。因此，光的取出效率降低。
图2C是表示在灯罩6的内壁形成有环状的菲涅耳透镜形状来作为凹凸部13时的向灯罩6入射的光的光路的图。在灯罩6的内壁形成有三角形的凹凸形状。这种情况下，通过灯罩6的入射面与出射面的角度差，入射到灯罩6的光向下方向折射而从灯罩6射出。由此，向灯罩6的下方部的光的亮度变高，灯泡的配光角变大。其中，相对于铅垂方向以30度的角度入射的光14的出射光透过灯罩6而射出，而相对于铅垂方向以10度的角度入射的光15全部在灯罩6表面发生全反射而返回到灯罩6内。因此，光的取出效率降低。
通过在灯罩6内壁的下方部形成上述凹凸部13，能够确保更靠下方向的出射光，且能够得到更良好的配光角。另外，通过使凹凸部13的形成部位仅为灯罩6内壁的下方部的狭窄范围，由此能够削减在灯罩6表面发生反射而返回到灯罩6内的光的量，使光的取出效率提高，且能够削减半导体发光元件的个数。需要凹凸部13的范围为图1B所示的比第二反射板32的高度低的位置。需要说明的是，当考虑光的透射率时，优选使设有凹凸部13的范围仅为所期望的范围。
并且，若将设有凹凸部13的范围仅限定为由第一反射板31反射而将方向改变为下方向的光73所入射的范围，则更加有效。其原因是，由第二反射板32反射的光72向上方或水平方向前进，因此由凹凸部13进行扩散的必要性少，与此相对，由第一反射板31反射的光73向下方前进，因此通过由凹凸部13进行扩散而能够将光73向上方引导。这样，能够有效地利用光73。
另外，当考虑亮度的不均等时，凹凸部13的大小(高度)不过度地大为好。优选凹凸部13的高度为0.05mm以上且0.10mm以下。其中，为了发挥散射的效果，需要为0.001mm以上。本实施例中的凹凸部13的高度为0.10mm。
另外，凹凸部13中的各凹凸的间距(间隔)P为凹凸部13的高度的约3倍以下为好。优选为0.003mm以上且0.30mm以下。更优选为0.15mm以上且0.30mm以下。
另外，凹凸部13与灯罩6的外壁的角度越大，灯泡的配光角越大。然而，当凹凸部13与灯罩6的外壁的角度过大时，因全反射而返回的光的量变多。因此，凹凸部13的面与灯罩6的外壁所成的角度(相对于铅垂方向)设定(设计)成30度以下为好。
另外，凹凸部13以在灯罩6的厚度上再增加厚度的方式设置。即，在光线通过部61的厚度(1.50mm)上再加上细微的凹凸部13的厚度(约0.10mm)。这样，在本实施例中，由于使凹凸部13的厚度为光线通过部61的厚度的十分之一以下，因此在具有凹凸部13的部位和没有凹凸部13的部位处，光透射率不会有大的变化。因此，可防止因凹凸部13引起的亮度不均的产生。
图1C表示凹凸部13的放大剖视图。凹凸部13由多个凹凸构成的第一凹凸13a形成，为球面重叠的形状。为了防止亮度不均，距内壁65的高度D(厚度)需要为0.10mm以下。本实施例中的距内壁65的高度D为0.070mm。
如图1C所示，由于第一凹凸13a的各凹凸以重叠的方式连续地配置，因此在本实施例中，第一凹凸13a中的各凹凸的间距P与第一凹凸13a的宽度W相等。需要说明的是，在第一凹凸13a的各凹凸之间可以形成直线部(凹凸的球面可以不重叠)，在该情况下，间距P比宽度W大。
并且，在图1D中示出本实施例的变形例。图1D是变形例的凹凸部13的放大剖视图。如图1D所示，在图1C的第一凹凸13a的上表面形成有由比第一凹凸13a的凹凸小的多个凹凸构成的第二凹凸13b。当考虑光的散射效果时，优选第二凹凸13b距第一凹凸13a表面的高度为0.001mm以上，当考虑光的透射率时，优选第二凹凸13b距第一凹凸13a表面的高度为0.05mm以下。第二凹凸13b的间距(间隔)为第二凹凸13b的高度的约3倍以上为好。优选为0.003mm以上且0.15mm以下。需要说明的是，第一凹凸13a的形状与凹凸部13的形状同样为球面形状。
根据图1D所示的变形例，通过在第一凹凸13a的上表面形成第二凹凸13b，能够进一步提高光的散射效果。
(制造方法)
接着，对本发明的实施例的制造方法进行说明。首先，在本发明的实施例中，通过注射模塑成形法成形出图3(a)所示的半成品8。半成品8的高度尺寸比图3(b)所示的吹塑成形后形成的灯罩6的高度尺寸高Δh。通过增大Δh的尺寸，由此能够减少通过吹塑成形而膨胀的半成品(型坯)8的量，从而使厚度的变化量减少。
在此，半成品8整体的大小为60～70mm的直径的球体，Δh需要为约十分之一即7mm左右。
本发明的实施例的灯罩6具备向散热体插入的插入部62和放出光的光线通过部61。半成品8具备分别对应的按压余量部82和通过部81。需要说明的是，灯罩6的结构如与图1关联而先前叙述的那样。
以下，对本发明的实施例中的灯罩6的制造流程进行说明。本实施例中的灯罩6的制造流程包括注射模塑成形的工序(图4)、热处理的工序(图5)、吹塑成形的工序(图6、7)。
(注射模塑成形的工序)
如图3(a)所示，半成品8通过注射模塑成形而预先在内壁的下方部形成有凹凸部13。使用图4(a)至图4(d)，简单地说明注射模塑成形模具的结构和注射模塑成形的流程。
图4(a)至图4(d)所示的注射模塑成形模具表示出三板模具的结构及注射模塑成形工序中的状态。
图4(a)是表示在注射模塑成形机中开始合模动作之前的模具的状态的图。在固定侧安装板203上配置有浇道套201，在浇道套201的内部形成有用于注入树脂的直浇道部(sprue)202。在固定侧安装板203下方部设有浇道脱料板204。在浇道脱料板204的下方部设有固定侧模板211。固定侧安装板203、浇道脱料板204及固定侧模板211由支承销207分别引导。另外，通过固定在浇道脱料板204上的止动螺栓205来限制浇道脱料板204与固定侧安装板203的打开量。并且，通过固定在浇道脱料板204上的顶紧螺栓206来限制浇道脱料板204与固定侧模板211的打开量。
在固定侧模板211上形成有半成品8的外周形状210，且在外周形状210的上部形成有用于使树脂流入的浇道部(runner)208。通过将浇道部208的前端部以锥形形状缩径，从而形成用于将浇道和半成品8分离的浇道口(runner gate)209。
在固定侧模板211的下方配置有可动侧模板216，在可动侧模板216的中央部固定有型芯213。在型芯213的下方部形成有与半成品8的凹凸部13对应的凹凸形状。在可动侧模板216与型芯213之间配置有用于在成形后将半成品8推出的脱料板214。脱料板214经由推出销215与推出板217连结。推出板217与注射模塑成形装置的推出杆218接触。可动侧模板216和固定侧模板211通过拉杆212连结。
使用未图示的注射模塑成形机的合模驱动装置使可动侧模板216上升来进行合模动作。之后，如图4(b)所示，使用未图示的注射装置从直浇道部202注入熔融树脂，由此向固定侧模板211与型芯213之间形成的空隙部219中填充熔融树脂，从而成形出半成品8。在半成品8的内壁的下方部转印有与型芯213上形成的凹凸形状对应的凹凸部13。
之后，熔融树脂在模具内冷却固化。然后，如图4(c)所示，通过未图示的合模驱动装置进行开模动作，将固定侧模板211和可动侧模板216打开。由此，浇道部208和半成品8在浇道口209处分离。进一步继续开模动作，从而通过拉杆212来拉拽可动侧模板216，使可动侧模板216打开。接着，通过顶紧螺栓206将浇道脱料板204打开。
如图4(d)所示，通过使用未图示的推出驱动装置将推出杆218推出，从而经由推出板217和推出销215将脱料板214推出，使半成品8从型芯213分型。之后，通过未图示的取出装置将半成品8及浇道件(spruerunner)220取出。
通过注射模塑成形法成形出的半成品8在注射模塑成形模具内冷却到平均温度为树脂材料的载荷挠曲温度以下之后，被从注射模塑成形模具取出而插入到接下来的热处理工序的加热用具中。例如，在为聚碳酸酯树脂材料的情况下，由于载荷挠曲温度为120℃至130℃，因此从注射模塑成形模具取出时的温度为100℃至120℃。
(热处理的工序)
在图5(a)至图5(c)中示出本发明的实施例中的加热用具的结构。在未图示的架台上固定的预热基座301上设有加热器303及温度传感器304，预热基座301的温度被控制成比树脂材料的载荷挠曲温度高的固定的温度(在为聚碳酸酯树脂材料的情况下，为180℃～230℃)。在预热基座301上固定有型坯支架302，型坯支架302通过来自预热基座301的热传导而保持为比树脂材料的载荷挠曲温度高的温度(在为聚碳酸酯树脂材料的情况下，为150℃～200℃)。在此，型坯支架302与半成品(型坯)8的间隙设定为0.1mm～0.5mm这样的近距离，在型坯支架302表面施加有疏水性高的陶瓷涂层。
图4所示的通过未图示的取出装置等从注射模塑成形模具取出的半成品8如图5(a)所示那样插入到型坯支架302上。之后，如图5(b)所示，与未图示的上下驱动装置连结的预热块305在上下驱动装置的作用下下降，且在到达相对于半成品8适当的位置的时刻停止(参照图5(c))。此时，预热块305与半成品8的距离为1mm以下，且形成固定的空间。与型坯支架302同样，在预热块305表面施加有疏水性高的陶瓷涂层。在预热块305上设有带式加热器306及温度传感器307，预热块305的温度被控制成充分地比树脂材料的载荷挠曲温度高的温度(在为聚碳酸酯树脂材料的情况下，为200℃～300℃)。当经过一定时间时，半成品8的温度成为树脂材料的载荷挠曲温度以上(在为聚碳酸酯树脂材料的情况下，为130℃～140℃)，而半成品8发生软化。这样在半成品8发生软化的状态下，通过上下驱动装置使预热块305上升，并通过未图示的取出装置将半成品8向吹塑成形模输送。
通过在型坯支架302和预热块305的表面施加陶瓷涂层，由此在半成品8上除了产生因从型坯支架302和预热块305表面放出的热量的热传导所引起的来自表面的温度上升以外，还产生因远红外线区域的辐射热所引起的来自树脂内部的发热而导致的温度上升。因此，半成品8的温度上升快，且厚度方向的温度分布变得更均匀。
由于未通过热风炉来加热半成品8，因此能够热效率良好地将半成品8保持为均匀的温度。并且，能够在短时间内提高温度，且处理时间也短。
(吹塑成形的工序)
使用图6和图7，对将软化后的半成品8输送到吹塑成形模后的流程进行说明。
首先，在图6中示出用于制造合成树脂的上述灯罩6的吹塑成形模的结构图。在模具基座101上经由弹簧引导件104及弹簧105而连接支架108，在支架108上部固定有可动侧模板103。在支架108的中央部固定有楔形体引导件106，楔形体107与楔形体引导件106的外周部接触。在楔形体107上固定有轴109。轴109通过支架108与模具基座101接触。在可动侧模板103的上部配置有固定侧模板102。在楔形体引导件106上设有用于注入压缩空气的压缩空气供给口110和用于释放模具内的空气的压缩空气排出口111。
利用未图示的输送装置将通过加热用具软化后的上述半成品8插入到支架108上(参照图7(a))。在将半成品8插入后，通过未图示的合模装置使可动侧模板103上升。在半成品8的顶面与固定侧模板102接触的时刻(参照图7(b))弹簧105挠曲，支架108与模具基座101的间隙开始减少。通过上述动作，固定在楔形体107上的轴109与模具基座101接触，使楔形体107上升。通过楔形体107的上升，半成品8的按压余量部82被向内周部扩宽的方向压缩，从而将半成品8牢固地固定于支架108(参照图7(c))。在图8(a)和图8(b)中示出此时的楔形体107与半成品8的关系的放大图。
图8(a)是表示楔形体107下降的状态下的半成品8与楔形体107的关系的图。图8(b)是表示楔形体107上升的状态下的半成品8与楔形体107的关系的图。
通过进一步进行合模动作，半成品8被压缩而向周向膨胀(参照图7(d))。当经过一定时间时，半成品8的按压余量部82被冷却，在按压余量部82的温度充分比树脂材料的载荷挠曲温度低的时刻，通过未图示的压缩空气产生装置从压缩空气供给口110注入高压空气。在此注入的空气的压力需要为使半成品8发生塑性变形而使半成品8的表面整体压紧于固定侧模板102的内壁这种程度的压力。在本实施例中注入3MPa～4MPa的高压空气。(参照图7(e))。
通过注入高压空气而使半成品8膨胀，从而形成具有所期望的灯罩形状的灯罩6。在该时刻，打开压缩空气排出口111，将模具内的空气排出(参照图7(f))。在灯罩6整体的温度成为树脂材料的载荷挠曲温度以下的时刻，通过未图示的合模驱动装置进行开模，从而以图7(g)、图7(h)、图7(i)的顺序进行变化。之后，通过未图示的输送装置将灯罩6取出。
根据上述方法，通过在灯罩6的外壁面设置台阶63(图1)，并使向散热体插入的插入部62的厚度t2比光线通过部61的厚度t1薄，从而能够增大灯罩6的最内周的直径，能够增大反射板的外径，从而能够得到更宽的配光角。
另外，通过在半成品8的外周部设置台阶，并使向支架插入的插入部的厚度比其上部的变形部的厚度薄，从而能够增大向支架插入的插入部和其上部的变形部的温度梯度。因此，不易在吹塑成形时产生因向支架插入的插入部的上方产生的白化而引起的外观不良或插入部的变形等不良。
并且，由于通过楔形体结构将半成品8的内壁部压缩来固定半成品8，因此不需要用于将半成品8固定于支架的突起形状，且在吹塑成形后无需将不需要的部位切断的工序。
虽然优选向散热体插入的插入部62的厚度t2及半成品8的向支架插入的插入部的厚度薄，但为了满足向散热体插入的插入部62的机械强度，在本实施例中，使向散热体插入的插入部62的厚度t2为0.4mm以上。另外，使向散热体插入的插入部62的厚度t2为光线通过部61的厚度t1的三分之二以下的理由是，当比三分之二厚时，如课题的部分所说明的那样，由于在吹塑成形时将压缩空气注入之前温度降低，因此在其附近产生白化等外观不良，或者反之固定部的温度变高而引起固定部的形状变化。
在本实施例中，由于设置台阶且使厚度改变，因此产生温度差，并且在光线通过部不会引起白化或形状变化。另外，由于能够扩宽灯罩6向散热体的嵌入部分，因此能够将光以宽配光的形式放出。并且，由于能够使插入部分变薄一层，因此向散热体4的嵌入也变得容易。
另外，由于能够使形成的灯罩6的厚度成为吹塑成形前的半成品8的厚度的2/3以上，因此通过注射模塑成形法形成的半成品8的凹凸部13的变形量变得极其小，容易将吹塑成形后的灯罩6内壁下方部的凹凸形状形成为所期望的形状。由于在吹塑成形时将灯罩6的内壁压紧的压缩空气以均匀的压力施加于灯罩6的表面，因此即使细微的凹凸形状也不太会变形而能够保持形状。
另外，在注射模塑成形工序中，向注射模塑成形模具内注射合成树脂材料来形成半成品8后进行冷却，在半成品8的平均温度成为树脂材料的载荷挠曲温度以下的时刻将半成品8从模具取出。根据该方法，半成品8的壁厚中央部相对于表面层处于高温状态，因此通过利用加热用具对半成品内外的表面层直接进行加热，由此能够以少的热容量在壁厚方向上加热成均匀的温度，并且能够得到均匀的软化状态。
需要说明的是，通过适当组合上述各实施方式中的任意的实施方式，能够起到各自具有的效果。
本发明适用于在内壁具有凹凸形状的合成树脂灯罩的制造，但还可适用于厚壁且在内壁具有细微形状的全部吹塑成型品的制造。
本发明在参照附图的同时对优选的实施方式充分地进行了记载，但对于本领域技术人员来说清楚各种变形或修改。这样的变形或修改只要不脱离权利要求书所确定的本发明的范围，就应该理解为包含在本发明的范围中。
将在2011年3月16日申请的日本国专利申请No.2011-057510号的说明书、附图及权利要求书的公开内容作为整体进行参照而援引到本说明书中。
符号说明：
1铝板
2基台
4散热体
5金属零件
6灯罩
8半成品
9支架部
10吹塑成形模
12切断面
13凹凸部
14～18光
21半导体发光元件
31第一反射板
32第二反射板
61光线通过部
62向散热体插入的插入部
71、72、73光
81通过部
82按压余量部
101模具基座
102固定侧模板
103可动侧模板
104弹簧引导件
105弹簧
106楔形体引导件
107楔形体
108支架
109轴
110压缩空气供给口
111压缩空气排出口
201浇道套
202直浇道部
203固定侧安装板
204浇道脱料板
205止动螺栓
206顶紧螺栓
207支承销
208浇道部
209浇道口
210外周形状
211固定侧模板
212拉杆
213型芯
214脱料板
215推出销
216可动侧模板
217推出板
218推出杆
219空隙部
210浇道件
301预热基座
302型坯支架
303加热器
304温度传感器
305预热块
306带式加热器
307温度传感器
311窗部
401合成树脂片
402分割模具
403夹紧装置
404插入件
405开口部
406通气孔
407通路
408模面
409成形品
410密接的合成树脂片
501环形模
502熔融玻璃
503成形玻璃
504凹部
505预备模具
506突出部
507正式模具

Claims (18)

1.一种发光装置，其具备：
安装有半导体发光元件的基台；
在所述半导体发光元件的上方对从所述半导体发光元件发出的光进行反射的反射板；
配置在所述基台的下部的散热体；
位于所述散热体上部，覆盖所述基台、所述半导体发光元件及所述反射板的灯罩，其中，
在所述灯罩内壁中，在下方部设有凹凸形状。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其中，
所述凹凸形状仅设置在所述灯罩内壁中的下方部。
3.根据权利要求1或2所述的发光装置，其中，
所述凹凸形状具备第一凹凸和在所述第一凹凸上设置的第二凹凸。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的发光装置，其中，
所述凹凸形状由球面的形状形成。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的发光装置，其中，
所述下方部位于比所述反射板的上表面的高度靠下的所述灯罩内壁上。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的发光装置，其中，
所述凹凸形状为半球面形状或菲涅耳透镜形状。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的发光装置，其中，
所述凹凸为0.1mm以下的凹凸。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的发光装置，其中，
在与所述散热体组合的所述灯罩的外壁面上设置台阶，
所述台阶的厚度比所述灯罩的厚度薄。
9.根据权利要求8所述的发光装置，其中，
所述台阶设置在所述灯罩的光通过部与所述灯罩的向散热体插入的插入部之间。
10.根据权利要求8或9所述的发光装置，其中，
所述台阶的下部的厚度比所述台阶的上部的厚度的三分之二薄。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的发光装置，其中，
所述台阶的下部的厚度为0.4mm以上。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的发光装置，其中，
与所述半导体发光元件的位置对应的所述灯罩侧面部分向外侧扩宽，位于比所述半导体发光元件靠上方的位置的所述灯罩部分为球状，所述灯罩的形状在左右及前后对称。
13.一种发光装置用合成树脂灯罩的制造方法，其包括：
利用注射模塑成形模具成形出半成品的注射模塑成形工序；
将所述半成品安装于加热用具而使所述半成品软化后，在模具内利用压缩空气使所述半成品膨胀而将其形成为灯罩形状的吹塑成形工序，
将在所述注射模塑成形模具的型芯部形成的凹凸形状转印，从而在所述半成品的内壁上形成凹凸形状。
14.根据权利要求13所述的发光装置用合成树脂灯罩的制造方法，其中，
在所述注射模塑成形工序中，使所述半成品的高度尺寸形成得比所述吹塑成形后的成形品的所述灯罩的高度尺寸高，
在所述吹塑成形工序中，将所述半成品沿轴向压缩，且将所述半成品沿周向扩宽，并利用压缩空气使所述半成品膨胀。
15.根据权利要求13或14所述的发光装置用合成树脂灯罩的制造方法，其中，
在所述注射模塑成形工序与所述吹塑成形工序之间，还包括将所述半成品安装于另行准备的加热用具来使所述半成品软化的加热工序。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的发光装置用合成树脂灯罩的制造方法，其中，
所述吹塑成形后的成形品的膜厚为所述半成品的膜厚的三分之二以上。
17.根据权利要求13至16中任一项所述的发光装置用合成树脂灯罩的制造方法，其中，
在与所述半成品相接的所述加热用具的面上形成陶瓷涂层。
18.根据权利要求13至16中任一项所述的发光装置用合成树脂灯罩的制造方法，其中，
在所述半成品的外壁面上设置台阶，使在所述吹塑工序中向所述模具的固定部插入的部分的所述半成品的厚度比其上部的所述半成品的厚度薄。
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