JP2008077929A - エクステンションの着色方法および当該のエクステンションを備える車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のこの種の車両用灯具においてはリフレクタもエクステンションも銀色の金属膜系の表面処理を行うものであったので、両者間にデザイン的にもそれ程に差異を生ぜず、単調な印象のものとなっていた。
【解決手段】本発明により、樹脂基材上に直接に、純鉄または鉄を７０％以上含む合金材料をスパッタリング法により１０nm以下として成膜し、前記樹脂基材の融点以下で熱処理し調色を行うことを特徴とするエクステンションの着色方法とすることで黒色乃至は深青色のエクステンションが得られるものとし、簡便な製造手段でリフレクタと明らかに見分けの付くものとして、デザイン向上とコストダウンを可能とし課題を解決する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヘッドライトのリフレクター部分を取り囲むエクステンションと称されている部分を反射率の低いグレー系などに調色し、金属色で光輝しているリフレクター部分とのコントラストの対比により、デザインを強調して高級感を演出するための樹脂基板の着色方法に係る。

従来のこの種のヘッドライトの反射面９０の構成の例を断面図で示すものが図５であり、この反射面９０は不透明な樹脂基材９０ａで形成され、光源９１、９２からの光を反射するリフレクタ部９３、９４と、エクステンションと称されて光源９１、９２からの光を反射することのない装飾部９５、９６とが設けられている。

そして、前記反射面９０の照射方向前方の全面には反射率を３０〜６５％としたクロムスパッタリングによりハーフミラー９７が形成され、更にリフレクタ部９３、９４とする部分には、前記ハーフミラー９７を覆いアルミニウム蒸着面９８が形成され略１００％の反射率とされる。尚、前記アルミニウム蒸着面９８を覆っては必要に応じて透明樹脂層などにより保護用のトップコート９９が施されている。

このようにすることで、装飾部９５、９６と、リフレクタ部９３、９４とは、クロムとアルミニウムとの色調の差、および、反射率の差により一体の反射面９０に複数のリフレクタ部９３、９４が設けられているときにも、観視者には装飾部９５、９６との区別が行えるものとなり、デザイン的なアクセントが得られるものとされている。
特願２００２−２８５４１９号公報

しかしながら、前記した従来の反射面９０の形成方法では、不透明な樹脂基材９０ａの上部に反射率が３０〜６５％となるようにクロムスパッタリングを行うものであるので、前記装飾部９５、９６の部分の色合いは、基本的には金属色であるクロムスパッタリングによる鏡面に前記樹脂基材９０ａへ着色した色が透過して見えるものとなる。

よって、外光の明るい昼間時、および、外光の少ない夜間時には、クロムスパッタリングによる銀色の鏡面として見える場合が多く、例えば、比較的に濃色が多い車両と同じ塗装色などを前記樹脂基材９０ａへ着色した場合などには、予想するほどの効果が得られないという問題点を生じている。

この点を解決する手段として、前記エクステンションの部分に、例えば車体色など任意の色の塗料で塗装する手段も行われているが、図６にも示すように塗装で行う場合にはエクステンション部分の樹脂基板８０の表面にアンダーコート膜８１を形成し、更に所望色の塗料で着色膜８２の塗装を行い、最後にトップコート膜８３を行うなど極端に工程が増え、また、塗装で行う際にはそれぞれに乾燥工程も必要となるなど手間も係るものとなる。

また、塗料で着色する際には、前記アンダーコート膜８１、着色膜８２、トップコート膜８３のそれぞれに対して、スピン塗装、スプレー塗装など塗装方法に応じる塗料の粘度に調整する有機溶剤を使用するなど、環境や作業者に対する負荷も高くなり、適切な防護対策が必要となるという別の問題点を生じるものとなっている。

尚、図６に示す車両用灯具２１の構成は、図１に示した車両用灯具１に準じるものとして示してあり、符号２２はリフレクタ、符号２３は光源、符号２４はアウターレンズ、符号２５はエクステンションをそれぞれ表すものとしている。

本発明は、上記した従来の課題を解決するための具体的手段として、樹脂基材上に直接に、純鉄または鉄を７０％以上含む合金材料をスパッタリング法により１０nm以下として成膜し、前記樹脂基材の融点以下で熱処理して調色を行うことを特徴とするエクステンションの着色方法、および、上記記載の着色方法で着色された樹脂部材からなるエクステンションを備えたことを特徴とする車両用灯具を提供することで課題を解決するものである。

本発明により、樹脂基板上に直接に、純鉄または鉄を７０％以上含む合金材料、例えば、ステンレス（ＳＵＳ３０４）をスパッタリング法で成膜した後、前記樹脂基板の耐熱温度範囲内で適宜時間熱処理を行って、発色させるエクステンションの発色方法としたことで、少ない工程で、且つ、環境にも負荷を与えずに、リフレクタとは異なる色彩の着色を行えるものとして、この種、車両用灯具のコストダウンとデザイン向上に極めて優れた効果を奏する。

つぎに、本発明を図に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。図１に符号１で示すものは、本発明に係る車両用灯具であり、この車両用灯具１は、例えば、形状が回転放物面として形成され、内面にアルミ蒸着などによる鏡面２ａが形成されて、焦点には光源３が配置されたリフレクタ２と、例えば、車両の車体デザインと併せた形状として透明樹脂で形成されたアウターレンズ４と、前記リフレクタ２と前記アウターレンズ４との間隙を遮蔽するエクステンション５とで構成されている点は従来例のものと同様である。

ここで、本発明の車両用灯具１は、前記エクステンション５の着色に特色を有するものであり、本発明では、前記エクステンション５が形成された樹脂基材５ａ上に直接にステンレス（ＳＵＳ３０４）５ｂをスパッタリング法で成膜する。このときに付着させるステンレス５ｂの膜厚は１０nm以下とする。

そして、本発明では、上記の説明のようにステンレス膜５ｂが成膜されたエクステンション５は、加熱炉に入れられアニール（熱処理）が行われる。このアニールが行われた後には、前記ステンレス膜５ｂは金属光沢から、黒色、または、深青色に変色する。尚、前記アニールは、当然に前記エクステンション５が形成された樹脂基材５ａの融点以下の温度で行われ、変形を生じないように配慮されている。具体的には熱処理温度は５０℃〜１６０℃、処理時間は数分〜数十分であるが、温度が高いほど短時間で処理が可能である。

図２は、前記エクステンション５に対する成膜法の例を略示的に示すものであり、真空槽１１の側壁にステンレス（ＳＵＳ３０４）ターゲット１２を取付けたバッチ式の直流マグネトロンスパッタリング装置１０を使用した。この装置１０は樹脂基材５ａを回転させながら成膜を行うことで、樹脂基材５ａの正面だけでなく側面にも均一に成膜することができる方式である。

但し、本発明は上記回転式のスパッタリング装置１０に限るものではなく、無論、インライン式のスパッタリング装置、ターンバック式のスパッタリング装置を使用して成膜することも可能である。

ここで、発明者の実験、試作の結果では前記ステンレス膜５ｂの厚さは１０nm以下であることが好ましく、１０nm以上では膜厚が厚すぎて、後に行う熱処理時に酸化が進まず、金属光沢が残るものとなる。使用するターゲット１２は、いわゆる１８−８ステンレスと称されている、クロム１８％、ニッケル８％を含むＳＵＳ３０４の他に、ＳＵＳ３０４Ｌ、ＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３１６他ＳＵＳ３００系オーステナイト系、ＳＵＳ４３０を含むフェライト系、ＳＵＳ４１０を含むマルテンサイト系も使用可能であり、純鉄を含め、鉄を７０％以上含む合金材料が使用可能である。

実験は、図２に示すスパッタリング装置１０のスパッタカソードに、ＳＵＳ３０４ターゲット１２を取付けて行った。樹脂基材５ａであるＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）樹脂は、回転軸１３で回転する構造となっている。

真空槽１１内を２×１０Ｅ^−３Ｐａに排気後、アルゴンガスを２５０ccm導入、スパッタを行った。ＳＵＳ３０４のターゲット１２にに供給された電力は直流１０Kwであり、スパッタ時間は３０秒間であった。その間、ＰＢＴの樹脂基材５ａを毎分１５回転で回転させた。そして、樹脂基材５ａ上にＳＵＳ３０４のステンレス膜５ｂを５nm成膜した。

実施例１と同様に、ＰＢＴの樹脂基材５ａをスパッタリング装置１０の真空槽１１内に設置し、この真空槽１１内を２×１０Ｅ^−３Ｐａに排気後、アルゴンガスを２５０ccm導入、スパッタを行った。ＳＵＳ３０４ターゲットに供給された電力は直流１０Kwであり、スパッタ時間は実施例１の２倍である６０秒間とした。その間、実施例１と同様にＰＢＴの樹脂基板５ｂを毎分１５回転で回転させた。この結果、ＰＢＴの樹脂基材５ａ上には、ＳＵＳ３０４のステンレス膜５ｂが１０nm成膜された。

図３に実施例１で作成したＳＵＳ３０４によるステンレンス膜５ｂの分光反射率をアニール前とアニール後との比較で示すものであり、アニール前には約３０％有った反射率は、アニール後は１０％〜１５％に低下した。このときには、長波長側へ行くほど反射率の低下が大きくなるため、反射光は深青色に見えるものとなる。本方法で着色された樹脂部材の表面ＳＥＭ像のシワ（凸部分）は幅が０．２〜０．５ミクロン、その直線部分の長さＬが、Ｌ＜２０Ｗであり、且つ、直線部分以外に曲線部分も合わせ持つ構造をとる（図４（Ｂ）参照）。

図４（Ａ）、図４（Ｂ）は、上記ステンレス膜５ｂのアニール前とアニール後との表面状態を示す電子顕微鏡写真であり、図４（Ａ）はアニール前の状態を示し、図４（Ｂ）はアニール後の状態を示すものである。そして、アニールを行うことで、前記ステンレス膜５ｂには比較的に規則的な皺を発生するものとなっている。

このようにすることで、本発明による車両用灯具１は、図１にも模式的に示したように、リフレクタ２とエクステンション５とが反射率と彩色とが全く異なるものとして形成できるので、従来例のもののように双方が銀色系でリフレクタ２とエクステンション５との区別が付きにくく、デザイン的にアクセントが乏しいものとなることを避けることができる。

また、車両用灯具１においては、リフレクタ２とエクステンション５とが別体に作られて組み立てられるものが多いので、本発明によれば、工程時にアンダーコート、トップコートなどが必要とされるリフレクタ２の面積の割合が減り、樹脂基材５ａ上に直接にステンレンス膜５ｂを成膜するエクステンション５の面積の割合が増すので、工程の簡素化が可能となり、コストダウンが期待できるものとなる。

また、アンダーコート、トップコートの面積が減ることは、有機溶剤の使用量も減り、環境、作業者に与える環境負荷が減少すると共に、乾燥工程なども短時間化し、生産性も向上させることが出来るものとなる。尚、図中に符号６で示すものは、車両用灯具１を車体（図示せず）に取付けるためなどに設けられるハウジングである。

本発明に係る車両用灯具を模式的に示す説明図である。 本発明に係るエクステンションの形成方法を示す説明図である。 本発明に係るエクステンションの表面の分光反射率をアニールの前後で示すグラフである。 本発明に係るエクステンションの表面状態をアニールの前後で示す電子顕微鏡写真である。 従来例を示す説明図である。 他の従来例を示す説明図である。

符号の説明

１…車両用灯具
２…リフレクタ
２ａ…鏡面
３…光源
４…アウターレンズ
５…エクステンション
５ａ…樹脂基材
５ｂ…ステンレンス膜
６…ハウジング
１０…スパッタリング装置
１１…真空槽
１２…ターゲット
１３…回転軸

Claims (4)

1. 樹脂基材上に直接に、純鉄または鉄を７０％以上含む合金材料をスパッタリング法により１０nm以下として成膜し、前記樹脂基材の融点以下で熱処理して調色を行うことを特徴とするエクステンションの着色方法。
2. 前記鉄を７０％以上含む合金材料は、ＳＵＳ３０４（１８−８）ステンレスの他に、ＳＵＳ３００番系のオーステナイト系、ＳＵＳ４３０を含むフェライト系、ＳＵＳ４１０を含むマルテンサイト系であることを特徴とする請求項１記載のエクステンションの着色方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の着色方法で着色された樹脂部材の表面ＳＥＭ像のシワ（凸部分）の幅Ｗが０．２〜０．５ミクロン、その直線部分の長さＬが、Ｌ＜２０Ｗにあり、且つ直線部分と曲線部分も合わせ持つ構造をとる膜構造。
4. 請求項１または請求項２に記載の着色方法、または、請求項３二期債の表面構造を持つ樹脂部材からなるエクステンションを備えたことを特徴とする車両用灯具。