JP2004063331A - 車両用灯具 - Google Patents

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JP
Japan
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joint
lamp
laser light
lamp housing
laser
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JP2002221466A
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English (en)
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Kenichi Asaka
浅香　賢一
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Ichikoh Industries Ltd
Original Assignee
Ichikoh Industries Ltd
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Abstract

【課題】確実な接合が得られることを目的とする。
【解決手段】レーザー光透過性の樹脂製部材から構成されているランプレンズ２の接合部２０が板形状をなすので、レーザー光Ｌが板形状の接合部２０を直進透過して接合凸部２１と接合凹部３１との接合面２２、３２に直に照射される。これにより、接合凸部２１と接合凹部３１との接合面２２、３２におけるレーザー光Ｌの照射エネルギーが均等である。この結果、接合凸部２１と接合凹部３１との接合面２２、３２がほぼ均等にレーザー溶着されるので、確実な接合が得られる。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ランプレンズとランプハウジングとがレーザー溶着により接合されてなる車両用灯具にかかるものである。特に、この発明は、確実な接合が得られる車両用灯具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の車両用灯具としては、たとえば、特開２０００−２９４０１３号公報に記載のもの、また、特開２００１−２４３８１２号公報に記載のものがある。以下、前記従来の車両用灯具について説明する。
【０００３】
レーザー光透過性の樹脂製部材から構成されているランプレンズには、シール脚部が設けられており、一方、レーザー光不透過性の樹脂製部材から構成されているランプハウジングにフランジ部が設けられている。前記フランジ部の受面上に前記シール脚部の先端面を載置する。前記ランプレンズと前記ランプハウジングとを接合方向に加圧した状態で、レーザー光を前記シール脚部に照射する。すると、レーザー光は、前記シール脚部を透過して、前記フランジ部の受面と前記シール脚部の先端面とが相互に接合する接合面に照射される。このレーザー光の照射エネルギーにより、接合面が溶融して、前記ランプレンズと前記ランプハウジングとが接合される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記従来の車両用灯具は、前記シール脚部の側面が抜き勾配により傾斜しているために、レーザー光が傾斜側面において屈折や反射などして部分的に増幅されて前記接合面に照射される。このために、前記従来の車両用灯具は、接合面におけるレーザー光の照射エネルギーが不均等であるから、接合面がほぼ均等にレーザー溶着されて確実な接合が得られる事項について課題がある。したがって、前記従来の車両用灯具は、防水性を必要とする車両用灯具には適さない。
【０００５】
この発明は、前記の車両用灯具の改良にかかり、その目的とするところは、確実な接合が得られる車両用灯具を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、レーザー光透過性の樹脂製部材から構成されているランプレンズまたはランプハウジングの接合部をレーザー光の照射方向が板厚方向となる板形状に形成し、ランプレンズの接合面とランプハウジングの接合面とに相互に嵌合する接合凸部と接合凹部とを、レーザー溶着時の加圧方向に対して交差しかつ少なくとも相互に交差する２方向に設ける、ことを特徴とする。
【０００７】
この結果、請求項１にかかる発明は、レーザー光透過性の樹脂製部材から構成されているランプレンズまたはランプハウジングの接合部が板形状をなすので、レーザー光が板形状の接合部を直進透過して接合凸部と接合凹部との接合面に直に照射される。これにより、請求項１にかかる発明は、レーザー光が傾斜側面において屈折や反射などして部分的に増幅され接合面におけるレーザー光の照射エネルギーが不均等である前記従来の車両用灯具と比較して、接合凸部と接合凹部との接合面におけるレーザー光の照射エネルギーが均等である。したがって、請求項１にかかる発明は、接合凸部と接合凹部との接合面がほぼ均等にレーザー溶着されるので、確実な接合が得られる。このように、請求項１にかかる発明は、防水性を必要とする車両用灯具に最適である。
【０００８】
また、請求項１にかかる発明は、接合凸部と接合凹部とが加圧方向に対して交差しかつ相互に交差する２方向に設けられているので、加圧時に接合凸部と接合凹部とが相互にずれることがない。これにより、請求項１にかかる発明は、接合凸部と接合凹部とを所定の位置において高精度に接合することができるので、確実な接合が得られる。
【０００９】
また、請求項２にかかる発明は、接合凸部に加圧方向に対して傾斜する傾斜面を設け、接合凹部に接合凸部の傾斜面とほぼ同等もしくは小さい傾斜角の傾斜面を設ける、ことを特徴とする。
【００１０】
この結果、請求項２にかかる発明は、加圧時における接合凸部の傾斜面と接合凹部の傾斜面とのくさび作用により、接合凸部および接合凹部の寸法誤差を吸収することができ、しかも、接合凸部と接合凹部との間の接合面における隙間を極力なくすることができる。このために、請求項２にかかる発明は、さらに確実な接合が得られることとなる。
【００１１】
また、請求項３にかかる発明は、レーザー光不透過性の樹脂製部材から構成されているランプレンズまたはランプハウジングに加圧方向に対して交差する方向に撓む撓み柱を設け、この撓み柱に接合凸部またはおよび接合凹部を設ける、ことを特徴とする。
【００１２】
この結果、請求項３にかかる発明は、加圧時に接合凸部またはおよび接合凹部を有する撓み柱が加圧方向に対して交差する方向に撓むので、接合凸部および接合凹部の寸法誤差を吸収することができる。このために、請求項３にかかる発明は、さらに確実な接合が得られることとなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明にかかる車両用灯具の実施の形態の１例を添付図面を参照して説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１４】
（実施の形態の構成の説明）
図１〜図３は、この発明にかかる車両用灯具の実施の形態を示す。図において、符号１は、この実施の形態にかかる車両用灯具である。前記車両用灯具１は、ランプレンズ２と、ランプハウジング３と、このランプレンズ２およびランプハウジング３により区画された灯室４内に配置される光源バルブ５とから構成されている。前記ランプレンズ２と前記ランプハウジング３とは、レーザー溶着により接合されている。前記ランプレンズ２と前記ランプハウジング３とは、相溶性を有する樹脂製部材から構成されている。
【００１５】
前記ランプレンズ２は、この例では、レーザー光の波長に対して透過性（低吸収特性）の樹脂（アクリル樹脂、ＰＣ樹脂など）製部材から構成されている。この樹脂製部材は、レンズ材などの透明材であって、不透明に見えるが、部分的に透明な樹脂である。なお、特殊顔料で色付けされた黒色であっても、レーザー光の波長に対して透過性があり、レーザー光が深部まで透過するものである。
【００１６】
前記ランプハウジング３は、この例では、レーザー光の波長に対して不透過性（高吸収特性）の樹脂（ＰＣ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ＬＳＡ樹脂など）製部材から構成されている。すなわち、この樹脂製部材は、前記透過性の樹脂製部材の同部位において、レーザー光が浅部までの透過となる。
【００１７】
前記ランプレンズ２は、ほぼ長方形の板形状をなす。このランプレンズ２の全周縁部が接合部２０であって、この接合部２０は、レーザー光の照射方向が板厚方向となる板形状をなす。この接合部２０の接合面には、接合凸部２１が一体に設けられている。
【００１８】
前記接合凸部２１は、ランプレンズ２の全周縁部に亘って、すなわち、環状に設けられている。すなわち、前記接合凸部２１は、加圧方向（図１（Ｂ）中の城抜き矢印方向）に対して交差し、かつ、少なくとも相互に交差する２方向に設けられている。また、前記接合凸部２１は、断面三角形凸部をなし、２側面が加圧方向に対して傾斜する傾斜面である。
【００１９】
前記ランプハウジング３の開口部の全周縁部には、フランジ状の接合部３０が設けられている。この接合部３０の接合面には、前記接合凸部２１と相互に嵌合する接合凹部３１が設けられている。
【００２０】
前記接合凹部３１は、ランプハウジング３の全周縁部に亘って、すなわち、環状に設けられている。すなわち、前記接合凹部３１は、前記接合凸部２１と同様に、加圧方向に対して交差し、かつ、少なくとも相互に交差する２方向に設けられている。また、前記接合凹部３１は、前記接合凸部２１と同様に、断面三角形凹部をなし、２側面が加圧方向に対して傾斜する傾斜面である。前記接合凹部３１の２傾斜側面は、前記接合凸部２１の２傾斜側面とほぼ同等もしくは小さい傾斜角をなす。
【００２１】
前記接合凸部２１の幅Ｗは、約０．５〜２．５ｍｍであり、また、前記接合凸部２１の高さＨは、約０．５〜１．５ｍｍである。一方、前記接合凹部２１の幅および深さは、前記接合凸部２１の幅Ｗおよび高さＨとほぼ同等もしくは若干小さい。
【００２２】
図３において、符号６は、レーザー溶着ヘッドである。このレーザー溶着ヘッド６は、レーザー溶着ロボット（図示せず）に取り付けられている。このレーザー溶着ヘッド６には、コンデンサレンズ（図示せず）が内蔵されているレーザー照射ノズル６０が取り付けられている。このレーザー照射ノズル６０には、光ファイバー（図示せず）が収容されたフィバーケーブル６１が接続されている。このフィバーケーブル６１は、レーザー発振器（図示せず）に接続されている。
【００２３】
前記レーザー発振器において生成されたレーザー光Ｌは、前記ファイバーケーブル６１を介して前記レーザー照射ノズル６０から収束光として照射される。このレーザー光Ｌの焦点距離、ビームスポットの大きさや形状、前記レーザー発振器の出力や発振波長などは、任意に決定される。
【００２４】
図１（Ｂ）中において、符号７０は、ランプハウジング３を載置する受冶具、同じく、符号７１は、ランプレンズ２をランプハウジング３側に押圧する押圧板である。
【００２５】
（実施の形態の作用の説明）
この実施の形態にかかる車両用灯具１は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。
【００２６】
まず、ランプハウジング３を受冶具７０に載置させる。このランプハウジング３の接合凹部３１にランプレンズ２の接合凸部２１を嵌合させる（図１（Ａ）参照）。このとき、図３に示すように、ランプレンズ２を上向きにし、このランプレンズ２の上にレーザー溶着ヘッド６を位置させ、かつ、レーザー照射ノズル６０をランプレンズ２の接合部２０に向ける。
【００２７】
つぎに、押圧板７１をランプレンズ２の上にセットして作動させる。すると、この押圧板７１と受冶具７０との間において、ランプレンズ２の接合凸部２１とランプハウジング３の接合凹部３１とが加圧される（図１（Ｂ）参照）。
【００２８】
それから、前記の加圧状態において、レーザー照射ノズル６０からレーザー光Ｌをランプレンズ２の接合部２０に照射する（図１（Ｂ）、（Ｃ）および図３参照）。なお、このとき、押圧板７１は、レーザー光Ｌが照射されない位置に配置されている。この押圧板７１を強度が大である石英ガラスを使用すれば、図１（Ｂ）中の二点鎖線に示すように、この石英ガラスの押圧板７１をランプレンズ２全体に亘って押圧し、かつ、レーザー光Ｌが照射されても良い。
【００２９】
すると、レーザー光Ｌは、ランプレンズ２の接合部２０および接合凸部２１を透過してランプハウジング３の接合部３０および接合凹部３１の接合面３２に照射される。このレーザー光Ｌは、ランプハウジング３の接合面３２に吸収され、このランプハウジング３の接合面３２がレーザー光Ｌの照射エネルギーで加熱溶融される。この溶融熱がランプレンズ２の接合部２０および接合凸部２１の接合面２２に伝播され、このランプレンズ２の接合面２２が溶融する。
【００３０】
これにより、ランプレンズ２の接合面２２とランプハウジング３の接合面３２とは、相溶状態となる。この相溶状態と前記の加圧とが相俟って、レーザー光Ｌが照射されているランプレンズ２の接合面２２とランプハウジング３の接合面３２とは、接合される。すなわち、ランプレンズ２の接合面２２とランプハウジング３の接合面３２とのうち、レーザー光Ｌが照射された部分がレーザー溶着し、このレーザー溶着部分（図１（Ｃ）中の太線にて示す）により、ランプレンズ２とランプハウジング３とが接合されることとなる。
【００３１】
ここで、図１（Ｃ）中の太線にて示すレーザー溶着部分は、ランプレンズ２とランプハウジング３との接合面２２、３２の範囲内にある。また、図１（Ｃ）中の太線にて示すレーザー溶着部分は、接合凸部２１の幅Ｗよりも若干大きいが、所定の接合強度が得られれば、接合凸部２１の幅Ｗよりも若干小さくしても良い。なお、図１（Ｃ）は、レーザー光Ｌを見易くするためにハッチングが省略されている。
【００３２】
そして、レーザー溶着ヘッド６を図３中の２点鎖線に示すように、ランプレンズ２の全周に亘って走査させる。この結果、図２に示すように、ランプレンズ２とランプハウジング３とは、全周に亘って接合されることとなる。
【００３３】
（実施の形態の効果の説明）
この実施の形態にかかる車両用灯具１は、以上のごとき構成からなり、以下、その効果について説明する。
【００３４】
この実施の形態にかかる車両用灯具１は、レーザー光透過性の樹脂製部材から構成されているランプレンズ２の接合部２０が板形状をなすので、レーザー光Ｌが板形状の接合部２０を直進透過して接合凸部２１と接合凹部３１との接合面２２、３２に直に照射される。これにより、この実施の形態にかかる車両用灯具１は、レーザー光が傾斜側面において屈折や反射などして部分的に増幅され接合面におけるレーザー光の照射エネルギーが不均等である前記従来の車両用灯具と比較して、レーザー光Ｌが直進して接合凸部２１と接合凹部３１との接合面２２、３２に照射される場合のほうが、接合凸部２１と接合凹部３１との接合面２２、３２におけるレーザー光Ｌの照射エネルギーが均等である。したがって、この実施の形態にかかる車両用灯具１は、接合凸部２１と接合凹部３１との接合面２２、３２がほぼ均等にレーザー溶着されるので、確実な接合が得られる。このように、この実施の形態にかかる車両用灯具１は、防水性を必要とする車両用灯具に最適である。
【００３５】
また、この実施の形態にかかる車両用灯具１は、接合凸部２１と接合凹部３１とが加圧方向に対して交差し、かつ、少なくとも相互に交差する２方向に設けられているので、加圧時に接合凸部２１と接合凹部３１とが相互にずれることがない。これにより、この実施の形態にかかる車両用灯具１は、接合凸部２１と接合凹部３１とを所定の位置において高精度に接合することができるので、確実な接合が得られる。
【００３６】
また、この実施の形態にかかる車両用灯具１は、接合凸部２１に加圧方向に対して傾斜する２傾斜側面を設け、接合凹部３１に接合凸部２１の２傾斜側面とほぼ同等もしくは小さい傾斜角の２傾斜側面を設けるものである。この結果、この実施の形態にかかる車両用灯具１は、加圧時における接合凸部２１の２傾斜側面と接合凹部３１の２傾斜側面とのくさび作用により、接合凸部２１および接合凹部３１の寸法誤差を吸収することができ、しかも、接合凸部２１と接合凹部３１との間の接合面２２、３２における隙間を極力なくすることができる。このために、この実施の形態にかかる車両用灯具１は、さらに確実な接合が得られることとなる。
【００３７】
特に、この実施の形態にかかる車両用灯具１は、ランプレンズ２の板形状の接合部２０に接合凸部２１を直接設け、ランプハウジング３の板状のフランジ部の接合部３０に接合凹部３１を直接設けたので、脚部を介して接合凸部や接合凹部を設けたものと比較して、脚部の破損の虞がない分、加圧力を大きくすることができる。これにより、寸法誤差をさらに確実に吸収することができる。たとえば、加圧力を約１ｔとすることができ、この場合の吸収できる寸法誤差は、約０．５〜１ｍｍである。なお、この場合の寸法誤差とは、相互に嵌合させた接合凸部２１および接合凹部３１のある角部を基準として他の角部までの寸法誤差を言う。
【００３８】
（ランプハウジングの接合部の変形例の説明）
図４は、ランプハウジング３の接合部の変形例を示す。レーザー光不透過性の樹脂製部材から構成されているランプハウジング３には、加圧方向に対して交差する方向（図４（Ｂ）中の左右の矢印方向）に撓む撓み柱３３が設けられている。この撓み柱３３の端面には、接合接合凹部３１が設けられている。
【００３９】
このランプハウジング３の接合部の変形例においては、加圧時に接合凹部３１を有する撓み柱３３が加圧方向に対して交差する方向に撓むので、接合凸部２１および接合凹部３１の寸法誤差を吸収することができる。このために、さらに確実な接合が得られることとなる。
【００４０】
（実施の形態以外の例の説明）
なお、この実施の形態においては、接合凸部２１をランプレンズ２の全周縁部に亘って環状に設け、かつ、接合凹部３１をランプハウジング３の全周縁部に亘って環状に設けたものである。ところが、この発明においては、接合凸部２１および接合凹部３１を加圧方向に対して交差し、かつ、相互に交差する２方向（たとえば、Ｘ方向およびＹ方向）に設けたものであっても良い。この場合、接合凸部２１および接合凹部３１以外においては、他の接合手段によりレーザー溶着したり、または、他の溶着手段で溶着したりしても良いし、溶着しなくとも良い。
【００４１】
また、この実施の形態においては、接合凸部２１および接合凹部３１に２傾斜側面を有するものである。ところが、この発明においては、接合凸部２１および接合凹部３１の一方の側面を傾斜させ、他方の側面を垂直にしても良い。
【００４２】
さらに、この実施の形態においては、ランプレンズ２をレーザー光透過性の樹脂製部材から構成し、ランプハウジング３をレーザー光不透過性の樹脂製部材から構成するものである。ところが、この発明においては、その逆に、ランプレンズ２をレーザー不光透過性の樹脂製部材から構成し、ランプハウジング３をレーザー光透過性の樹脂製部材から構成しても良い。
【００４３】
さらにまた、ランプレンズ２に接合凸部２１を設け、ランプハウジング３に接合凹部３１を設けたものである。ところが、この発明においては、その逆に、ランプレンズ２に接合凹部を設け、ランプハウジング３に接合凸部を設けたものであっても良いし、または、ランプレンズ２に接合凸部２１と接合凹部をそれぞれ設け、ランプハウジング３に接合凹部３１と接合凸部をそれぞれ設けたものであっても良い。
【００４４】
【発明の効果】
以上から明らかなように、この発明にかかる車両用灯具（請求項１）によれば、レーザー光が板形状の接合部を直進透過して接合凸部と接合凹部との接合面に直に照射されるので、接合凸部と接合凹部との接合面におけるレーザー光の照射エネルギーが均等である。この結果、この発明にかかる車両用灯具（請求項１）は、接合凸部と接合凹部との接合面がほぼ均等にレーザー溶着されるので、確実な接合が得られる。したがって、この発明にかかる車両用灯具（請求項１）は、防水性を必要とする車両用灯具に最適である。
【００４５】
また、この発明にかかる車両用灯具（請求項１）によれば、接合凸部と接合凹部とが加圧方向に対して交差しかつ少なくとも相互に交差する２方向に設けられているので、加圧時に接合凸部と接合凹部とが相互にずれることがない。これにより、この発明にかかる車両用灯具（請求項１）は、接合凸部と接合凹部とを所定の位置において高精度に接合することができるので、確実な接合が得られる。
【００４６】
また、この発明にかかる車両用灯具（請求項２）によれば、加圧時における接合凸部の傾斜面と接合凹部の傾斜面とのくさび作用により、接合凸部および接合凹部の寸法誤差を吸収することができ、しかも、接合凸部と接合凹部との間の接合面における隙間を極力なくすることができる。このために、この発明にかかる車両用灯具（請求項２）は、さらに確実な接合が得られることとなる。
【００４７】
また、この発明にかかる車両用灯具（請求項３）によれば、加圧時に接合凸部またはおよび接合凹部を有する撓み柱が加圧方向に対して交差する方向に撓むので、接合凸部および接合凹部の寸法誤差を吸収することができる。このために、この発明にかかる車両用灯具（請求項３）は、さらに確実な接合が得られることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は、この発明にかかる車両用灯具の実施の形態を示す要部の一部断面図、（Ｂ）は、レーザー光の照射および接合凸部と接合凹部との加圧状態を示す一部断面図、（Ｃ）は、レーザー溶着状態を示す一部断面図である。
【図２】この実施の形態にかかる車両用灯具の縦断面図である。
【図３】レーザー光の照射状態を示す斜視図である。
【図４】（Ａ）は、ランプハウジングの接合部の変形例を示す車両用灯具の縦断面図、（Ｂ）は、要部の拡大断面図である。
【符号の説明】
１　車両用灯具
２　ランプレンズ
２０　接合部
２１　接合凸部
２２　接合面
３　ランプハウジング
３０　接合部
３１　接合凹部
３２　接合面
３３　撓み柱
４　灯室
５　光源バルブ
６　レーザー溶着ヘッド
６０　レーザー照射ノズル
６１　フィバーケーブル
７０　受冶具
７１　押圧板
Ｌ　レーザー光
Ｗ　接合凸部の幅
Ｈ　接合凸部の高さ

Claims (3)

  1. ランプレンズとランプハウジングとがレーザー溶着により接合されてなる車両用灯具において、
    前記ランプレンズ、前記ランプハウジングのいずれか一方は、レーザー光透過性の樹脂製部材から構成されており、他方は、レーザー光不透過性の樹脂製部材から構成されており、
    前記レーザー光透過性の樹脂製部材から構成されている前記ランプレンズまたは前記ランプハウジングの接合部は、レーザー光の照射方向が板厚方向となる板形状をなし、
    前記ランプレンズの接合面と前記ランプハウジングの接合面とには、相互に嵌合する接合凸部と接合凹部とが設けられており、前記接合凸部と前記接合凹部とは、レーザー溶着時の加圧方向に対して交差し、かつ、少なくとも相互に交差する２方向に設けられている、ことを特徴とする車両用灯具。
  2. 前記接合凸部には、加圧方向に対して傾斜する傾斜面が設けられており、前記接合凹部には、前記接合凸部の傾斜面とほぼ同等もしくは小さい傾斜角の傾斜面が設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
  3. レーザー光不透過性の樹脂製部材から構成されている前記ランプレンズまたは前記ランプハウジングには、加圧方向に対して交差する方向に撓む撓み柱が設けられており、前記撓み柱には、前記接合凸部またはおよび前記接合凹部が設けられている、ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用灯具。
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