JP2011029059A

JP2011029059A - 車両用灯具

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Publication number: JP2011029059A
Application number: JP2009175159A
Authority: JP
Inventors: Ayafumi Omura; 純史大村; Akira Watanabe; 晃渡邊; Toshimasa Ikeda; 利正池田
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2009-07-28
Filing date: 2009-07-28
Publication date: 2011-02-10
Anticipated expiration: 2029-07-28
Also published as: JP5410873B2; EP2279844A2; EP2279844A3; CN101986017B; CN101986017A; US8393772B2; US20110026268A1; EP2279844B1

Abstract

【課題】見映えを損なうことなく薄肉で軽量な樹脂カバーを備えた車両用灯具を提供する。
【解決手段】車両用灯具１００は、前方が開口した灯具ボディとその前方開口部に取り付けられた透明な樹脂カバー３１とで形成された灯室内に、放電バルブを備える。樹脂カバー３１の意匠面部３１ａを囲む外周縁部３１ｂには、ゲート痕３５から意匠面部３１ａに向けて所定幅をもって延びる厚肉部３６が形成される。
【選択図】図２

Description

本発明は車両用灯具に関し、特に、前方が開口した灯具ボディとその前方開口部に取り付けられた樹脂カバーとで形成された灯室内に、光源を備えた車両用灯具に関する。

近年、車両に搭載される車両用灯具は、灯具ボディの前方開口部が大型化すると共に、透明な樹脂カバーが車両の側面に大きく回り込んだ異形形状のものが増えている。
一方で、車両用灯具は、車両駆動負荷軽減のために軽量であることが要求され、特に、重量構成比率の高い樹脂カバーや灯具ボディの薄肉化が望まれている。

一般に、この様な樹脂カバーは、衝撃強度が大きく、耐熱性にも優れるポリカーボネート（ＰＣ）樹脂等により一体成形される。ところが、ポリカーボネート樹脂は流動性が良くなく、標準的なサイドゲートを備えた成形金型のキャビティにより射出成形する際には、サイドゲートでの射出圧力の圧力損失が大きくなるので、大型の薄肉樹脂カバーには対応できなかった。

これに対し、大型のランプボディ（灯具ボディ）を射出成形する際のヒケや充填不足等の成形不良の発生を抑制することができる車両用灯具が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この様なランプボディの壁面部には、射出成形の際に生じるゲート跡（ゲート痕）とこのゲート跡から該壁面部に沿って所定長にわたって延びるリブとが形成されている。これにより、ランプボディを成形する金型において、リブを形成する部分を溶融樹脂の湯道として機能させ、キャビティ内の隅々まで容易に溶融樹脂を行き渡らせるようにし、成形不良を生じさせることなく薄肉のランプボディを成形可能としている。

ところで、ランプボディの場合には、リフレクタ等のランプユニット構成部品により隠れるので、壁面部の内面側に沿って盛り上がるようにして形成されたリブが、灯室外から意匠的に見えることはない。勿論、リブが壁面部の外面側に沿って形成された際にも、車体に取付けられたランプボディの壁面部は外部から意匠的に見えることはない。

特開平１０−２４７４０３号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示されているように、ゲート跡から壁面部に沿って所定長にわたって延びるリブを透明な樹脂カバーの意匠面である壁面部に形成した場合には、壁面部の内外面側に関わらず外部から意匠的に見えてしまうので、この様なリブを樹脂カバーの壁面部に形成することはできない。
そこで、上記特許文献１に開示されているような成形方法は、大型の薄肉樹脂カバーには対応できなかった。

従って、本発明の目的は上記課題を解消することに係り、見映えを損なうことなく薄肉で軽量な樹脂カバーを備えた車両用灯具を提供することである。

本発明の上記目的は、前方が開口した灯具ボディとその前方開口部に取り付けられた樹脂カバーとで形成された灯室内に、光源を備えた車両用灯具であって、
前記樹脂カバーの意匠面部を囲む外周縁部には、ゲート痕から前記意匠面部に向けて所定幅をもって延びる厚肉部が形成されていることを特徴とする車両用灯具により達成される。

上記構成の車両用灯具によれば、樹脂カバーは、外周縁部に設定されたゲートから所定幅をもって延びる厚肉部を介して溶融樹脂をキャビティ内に射出することによって一体成形することができる。そこで、ゲートからキャビティ内に射出された溶融樹脂は、該キャビティ内において前記厚肉部を形成する部分を他の部分よりも先行して多く流れることとなる。尚、上記厚肉部の所定幅は、ゲート痕幅以上であることが好ましいが、当該厚肉射出圧力の圧力損失を小さくすることができる範囲であればゲート痕幅未満であっても良い。

即ち、前記厚肉部を形成する部分が溶融樹脂の湯道として機能する金型においては、前記厚肉部が形成されていない従来の樹脂カバーを成形する金型に比べて、溶融樹脂の流動長を長くすることができる。そこで、前記キャビティ内の隅々まで容易に溶融樹脂を行き渡らせることができ、射出圧力の圧力損失を小さくして薄肉の樹脂カバーを成形することができる。
また、前記厚肉部は、樹脂カバーの意匠面部を囲む外周縁部に形成されているので、車両用灯具が車体に取付けられた際には、樹脂カバーの厚肉部は外部から意匠的に見えることはない。

尚、上記構成の車両用灯具において、前記厚肉部は、前記外周縁部における平均肉厚の１．２倍以上の肉厚を有することが望ましい。
この様な構成の車両用灯具によれば、厚肉部の肉厚を外周縁部における平均肉厚の１．２倍以上の厚さに設定することで、射出圧力の圧力損失を効果的に小さくすることができる。但し、厚肉部の肉厚をゲート厚さ以上としても、圧力損失を小さくする効果はあまりない。

また、上記構成の車両用灯具において、前記厚肉部は、前記ゲート痕から２０ｍｍ以上の長さを有することが望ましい。
この様な構成の車両用灯具によれば、厚肉部の長さをゲート痕から２０ｍｍ以上の長さに設定することで、射出圧力の圧力損失を効果的に小さくすることができる。尚、厚肉部の長さは、長くするほど圧力損失を小さくすることができる。

また、上記構成の車両用灯具において、前記ゲート痕は、成形時の溶融樹脂の流動長が最短となる位置に設けられていることが望ましい。
この様な構成の車両用灯具によれば、成形時の溶融樹脂の流動長が最短となる位置にゲートが配置されることで、該ゲートはキャビティ内の各流動末端からほぼ均等な距離を有する位置に配置されることになるので、射出圧力の圧力損失を効果的に小さくすることができる。

また、上記構成の車両用灯具において、前記厚肉部は、前記樹脂カバーの車両下方側に設けられていることが望ましい。
この様な構成の車両用灯具によれば、樹脂カバーの外周縁部に形成された厚肉部をバンパー等の車体の一部に容易に隠すことができる。
また、ゲートから遠ざかるにつれて成形品の肉厚を薄くできるので、樹脂カバーの肉厚を車両下方側から車両上方側に向けて漸減させることができる。その結果、樹脂カバー上部を変形し易くして、車両用灯具の歩行者保護性能を向上させることができる。また、樹脂カバーの肉厚を車両下方側から車両上方側に向け漸減させることにより、出射光のグレア光の低減も可能となる。

本発明に係る車両用灯具によれば、外周縁部に設定されたゲートから所定幅をもって延びる厚肉部を介して溶融樹脂をキャビティ内に射出することによって、前記厚肉部を形成する部分が溶融樹脂の湯道として機能し、溶融樹脂の流動長を長くすることができる。
そこで、前記キャビティ内の隅々まで容易に溶融樹脂を行き渡らせることができ、射出圧力の圧力損失を小さくして薄肉の樹脂カバーを成形することができる。また、前記厚肉部は、樹脂カバーの意匠面部を囲む外周縁部に形成されているので、車両用灯具が車体に取付けられた際には、樹脂カバーの厚肉部は外部から意匠的に見えることはない。
従って、見映えを損なうことなく薄肉で軽量な樹脂カバーを備えた車両用灯具を提供できる。

本発明の一実施形態に係る車両用灯具の縦断面図である。図１に示した樹脂カバーの全体斜視図である。本実施形態の樹脂カバーを成形する射出成形用金型の要部断面図である。図３に示した射出成形用金型のキャビティ内における溶融樹脂の流動長を説明する概略図である。射出成形用金型から取出した製品のゲート切断後の状態を示す要部断面図である。製品を射出成形する際の射出圧力の圧力損失と本発明に係る厚肉部との関係を調べる為の実施例における製品形状を説明する図である。射出圧力の圧力損失と厚肉部との相関を示すグラフである。

以下、添付図面に基づいて本発明の一実施形態に係る車両用灯具を詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る車両用灯具の縦断面図、図２は図１に示した樹脂カバーの全体斜視図である。

本実施形態に係る車両用灯具１００は、図１に示すように、前方が開口した灯具ボディ１７とその前方開口部に取り付けられた透明な樹脂カバー３１とで形成された灯室１５内に、光源である放電バルブ１３からの光を前方（図１の左方）へ反射させるリフレクタ１９が図示しないエイミング機構により傾動可能に配設された車両右側用のヘッドランプである。

灯具ボディ１７と樹脂カバー３１との間には、灯具ボディ１７の開口周縁とリフレクタの開口部周縁との間を覆うようにエクステンション１０が設けられている。
リフレクタ１９の後部中央に設けたバルブ取付孔１９ａには、放電バルブ１３が着脱可能に取付られている。そして、放電バルブ１３のプラグ１４には、点灯回路２０から引き出されている高電圧コード２１に接続されたコネクタ２３が嵌合取着されている。
本実施形態では光源として放電バルブ１３を用いたが、白熱電球の他、ＬＥＤ等の半導体発光素子を用いてもよい。また、光源の前方に投影レンズやシェード等を配した所謂プロジェクタ式の灯具ユニットとすることもできる。

灯具ボディ１７は、合成樹脂材料により一体的に成形されている。この合成樹脂材料としては、例えばポリプロピレン（ＰＰ）樹脂やポリカーボネート（ＰＣ）樹脂やポリカーボネートＡＢＳ（ＰＣ−ＡＢＳ）樹脂等が好適に用いられる。
灯具ボディ１７は、灯室１５に相当する部分で凹部状に形成され、車両側面に沿って後方に向かって扁平な収容空間を形成できるようになっている。更に、灯具ボディ１７の開口周縁部には、後述する樹脂カバー３１の外周縁部に形成されたシール突起３２が嵌合するためのシール溝１８が、車両前方に開口して形成されている。

樹脂カバー３１は、例えばポリカーボネート樹脂やポリカーボネートＡＢＳ樹脂、アクリル（ＰＭＭＡ）樹脂、ハイヒートポリカ樹脂、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）樹脂等の透明な合成樹脂材料により成形される。そして、図１に示すように、意匠面部３１aを囲む外周縁部３１ｂに形成されたシール突起３２を灯具ボディ１７のシール溝１８内に挿入し、シール溝１８内に接着剤Ｓを充填することにより、灯具ボディ１７の前方開口部のほぼ全面を覆って組み付けられる。

更に、樹脂カバー３１の外周縁部３１ｂには、図２に示すように、先端に直線状のゲート痕３５を有するゲート用フランジ部３３が突出形成されている。本実施形態のゲート用フランジ部３３は、車両用灯具１００を車両に取り付けた状態において、樹脂カバー３１の車両下方側の下壁３１ｃにおける左右幅方向における略中央に位置する曲線部に突出形成されている。

そして、ゲート用フランジ部３３が形成された外周縁部３１ｂの外面側には、ゲート痕３５から意匠面部３１ａに向けてゲート痕幅以上の所定幅Ｗをもって延びる断面矩形状の厚肉部３６が形成されている。厚肉部３６は、外周縁部３１ｂにおける平均肉厚ｔ３の１．２倍以上の寸法値に肉厚Ｔが設定され、ゲート痕３５から意匠面部３１ａに向けて２０ｍｍ以上の寸法値に長さＬが設定されている（図５参照）。

図１に示すように、車両用灯具１００のすぐ下側には、樹脂カバー３１の下壁３１ｃと僅かな隙間を形成して、フロントバンパーカバー４０が、その車両後方側縁に形成されたフランジ４０ａをリーンホースメント４１に保持された状態で配設されている。
そこで、車両用灯具１００の車両下方側は、車両取付時には車体の一部であるフロントバンパーカバー４０により覆われるので、車両用灯具１００を車両前方から見たときにゲート用フランジ部３３や厚肉部３６が前方から意匠的に見えることはなく、車両取付時の見栄えを悪化させることはない。

図３は本実施形態の樹脂カバーを成形する射出成形用金型の要部断面図であり、図４は図３に示した射出成形用金型のキャビティ内における溶融樹脂の流動長を説明する概略図であり、図５は射出成形用金型から取出した製品のゲート切断後の状態を示す要部断面図である。

射出成形用金型５０は、図３に示すように、図示しない射出成形機に固定される固定型５１と、型開き駆動される可動型５２とを有する。これら固定型５１と可動型５２との金型分割面（パーティング・ライン）には、樹脂カバー３１を成形する為のキャビティＣが形成されている。

キャビティＣにおいて、樹脂カバー３１の意匠面部３１ａ及び外周縁部３１ｂの通常部分を形成する部分Ｃ１は、これら意匠面部３１ａ及び外周縁部３１ｂがいずれも肉厚略均一に設定されていることから略一定間隔で形成されているが、厚肉部３６を形成する部分Ｃ２は部分的に間隔が広くなっている。

そして、このキャビティＣには、射出成形機のノズルに接合されたスプルー６０及びランナ６１を介して溶融樹脂（ＰＣ樹脂）が充填されるが、キャビティＣとランナ６１の継ぎ目には、ファンゲートＧが設けられている。

このファンゲートＧは、図３及び図４に示すように、略二等辺三角形をなし、その頂部においてランナ６１に連通すると共に、底辺部において樹脂カバー３１に相当する形状のキャビティＣ内に開口している。
そして、射出成形機のノズルから射出された溶融樹脂がスプルー６０及びランナ６１を介してファンゲートＧ内に流入し、ファンゲートＧを通過してキャビティＣ内に注入された後、型内で冷却・固化することによって、キャビティＣに対応した形状の樹脂カバー３１が得られるようになっている。

即ち、樹脂カバー３１を形成する射出成形用金型５０において、ファンゲートＧからキャビティＣ内に射出された溶融樹脂は、該キャビティＣ内において厚肉部３６を形成する部分Ｃ２を他の部分Ｃ１よりも先行して多く流れることとなる。
このように、厚肉部３６を形成する部分Ｃ２が溶融樹脂の湯道として機能する射出成形用金型５０においては、厚肉部３６が形成されていない従来の樹脂カバーを成形する金型に比べて、溶融樹脂の流動長を長くすることができるので、キャビティＣ内の隅々まで容易に溶融樹脂を行き渡らせることができる。そこで、射出圧力の圧力損失を小さくして薄肉の樹脂カバー３１を成形することができる。

また、上記厚肉部３６は、樹脂カバー３１の意匠面部３１ａを囲む外周縁部３１ｂに形成されている。特に、本実施形態の厚肉部３６は、車両下方側の下壁３１ｃに形成されており、フロントバンパーカバー４０により覆われる。そこで、厚肉部３６を車体の一部であるバンパーカバー４０に容易に隠すことができ、車両取付時の見栄え悪化を防止できる。
従って、見映えを損なうことなく薄肉で軽量な大型の樹脂カバー３１を備えた車両用灯具１００を提供できる。

また、樹脂カバー３１は、ファンゲートＧから遠ざかるにつれて成形品の肉厚を薄くすることができるので、図１に示したように樹脂カバー３１の肉厚を車両下方側から車両上方側に向けて漸減させることができる。その結果、樹脂カバー３１の意匠面部３１ａの上部を変形し易くして、車両用灯具１００の歩行者保護性能を向上させることができる。また、樹脂カバー３１の肉厚を車両下方側から車両上方側に向け漸減させることにより、出射光のグレア光の低減も可能となる。

尚、本実施形態の樹脂カバー３１に対応するファンゲートＧの寸法としては、少なくともゲート幅ＦＧは４０ｍｍ以上、ゲート厚さｔ１は４ｍｍ以上が好ましい。但し、ファンゲートＧの寸法は、成形する樹脂カバーの大きさに応じて適宜設定されるものであり、成形する樹脂カバーが本実施形態の樹脂カバー３１よりも小さい場合には、このファンゲートＧの寸法よりも小さなファンゲートが用いられることは云うまでもない。

更に、本実施形態のファンゲートＧは、成形する樹脂カバー３１の外周縁部３１ｂに突出形成されるゲート用フランジ部３３に相当する形状のキャビティＣの先端に設定されている。
そこで、ファンゲートＧのゲート位置が、図４に示すように、樹脂カバー３１の外周縁部３１ｂにおける曲線部分であっても、外周縁部３１ｂに突出形成したゲート用フランジ部３３を介してファンゲートＧを成形金型のキャビティＣに設定することができる。即ち、外周縁部３１ｂの曲線部分であっても、ゲート用フランジ部３３においてゲート処理面３４をストレートに構成できる。

その結果、図５に示すように、射出成形用金型５０から取出した樹脂カバー（成形品）３１のゲート用フランジ部３３において、ファンゲートＧ内で固化した樹脂５８、ランナ６１内で固化した樹脂５５、及びスプルー６０内で固化した樹脂５７を切断する際、外周縁部３１ｂの曲線部分であってもゲート処理面３４をストレートに切断することができる。そこで、ウォータージェットやレーザー光を用いて切断する方法、型内ゲートカット方法などにより切断する場合にも、カット精度を高めることができる。
尚、樹脂カバー３１の曲線部分をストレートに切断する際のカット精度を確保する為、ゲート用フランジ部３３の突出寸法は１ｍｍ以上であることが望ましい。

即ち、図４に示したように、外周縁部の形状に関わらず、溶融樹脂の流動長（ファンゲートＧから左右中央各流動末端までの距離）Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３が最短となる樹脂カバー３１の左右幅方向における略中央位置にファンゲートＧを設定することができ、射出圧力の圧力損失を小さくして薄肉の樹脂カバー３１を成形することができる。
従って、異形形状でありながら薄肉で軽量な大型の樹脂カバー３１を備えた車両用灯具１００を提供できる。

尚、本発明の車両用灯具に係る灯具ボディ、光源、及び厚肉部等の構成は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の形態を採りうることは云うまでもない。

次に、実施例に基づいて、本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
製品を射出成形する際の射出圧力の圧力損失と本発明に係る厚肉部との関係を調べる為、図６に示した平板形状の製品７０にてＣＡＥ解析を実施した。

（成形条件）
樹脂材料：ＰＣ樹脂、溶融樹脂温度：３００℃、金型温度：８０℃、射出率：１２５cc／sec、ファンゲート：ゲート幅（ＦＧ）４０ｍｍ×ゲート厚さ（ｔ１）４ｍｍ
（製品形状）
縦５００mm×横５００mm×肉厚（ｔ３）２．５mmの矩形の平板形状

幅２０ｍｍの厚肉部７１における長さ（Ｌ）を１０ｍｍ、２０ｍｍ、４０ｍｍ、６０ｍｍとし、それぞれの厚肉部７１の厚さ（ｔ２）を０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍ、２．５ｍｍ、３．０ｍｍとした際の射出圧力の圧力損失を算出した。尚、厚肉部７１を設けない場合の圧力損失は１５０ＭＰａであった。算出結果を図７に示す。

図７から明らかなように、厚肉部７１の長さ（L）が２０mm以上の場合には、射出圧力の圧力損失が顕著に小さくなる。また、厚肉部７１の肉厚（Ｔ＝製品７０の肉厚ｔ３＋厚肉部７１の厚さｔ２）が製品７０の肉厚（ｔ３）の１．２倍以上の場合にも、射出圧力の圧力損失が顕著に小さくなる。但し、厚肉部７１の肉厚Ｔをゲート厚さｔ１以上としても、圧力損失を小さくする効果はあまりない。

１３…放電バルブ（光源）
１５…灯室
１７…灯具ボディ
１９…リフレクタ
３１…樹脂カバー
３３…ゲート用フランジ部
３５…ゲート痕
３６…厚肉部
１００…車両用灯具

Claims

前方が開口した灯具ボディとその前方開口部に取り付けられた樹脂カバーとで形成された灯室内に、光源を備えた車両用灯具であって、
前記樹脂カバーの意匠面部を囲む外周縁部には、ゲート痕から前記意匠面部に向けて所定幅をもって延びる厚肉部が形成されていることを特徴とする車両用灯具。
前記厚肉部は、前記外周縁部における平均肉厚の１．２倍以上の肉厚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。
前記厚肉部は、前記ゲート痕から２０ｍｍ以上の長さを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用灯具。
前記ゲート痕は、成形時の溶融樹脂の流動長が最短となる位置に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用灯具。
前記厚肉部は、前記樹脂カバーの車両下方側に設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用灯具。