JP2011258391A - レーザー溶着を用いた車両用灯具製造方法 - Google Patents

レーザー溶着を用いた車両用灯具製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】熱可塑性樹脂製レンズ表面の外周部全周を走査し、その全周にわたりレーザー溶着を行うことに起因する熱可塑性樹脂製部材に対する熱可塑性樹脂製レンズの沈み込み量を制御することが可能なレーザー溶着を用いた車両用灯具製造方法を提供する。
【解決手段】透過性を有する樹脂製レンズと吸収性を有する樹脂製部材とがレーザー溶着された車両用灯具を製造する方法において、樹脂製レンズと樹脂製部材とを加圧し互いに当接させて保持する保持工程と、樹脂製レンズを透過して樹脂製レンズ裏面の外周部が当接した樹脂製部材を照射し、樹脂製部材とこれに当接した樹脂製レンズとを接合するように、樹脂製レンズ表面の外周部全周にレーザー光を走査する走査工程とを含んでおり、樹脂製レンズ又は樹脂製部材のうち少なくとも一方には、前記一方が他方に対し沈み込んだ場合に、前記他方に当接するストッパが設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用灯具製造方法に係り、特にレーザー溶着を用いた車両用灯具製造方法に関する。
従来、レーザー光に対し透過性を有する熱可塑性樹脂製レンズとレーザー光に対し吸収性を有する熱可塑性樹脂製部材とをレーザー溶着するレーザー溶着方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
図８に示すように、特許文献１に記載のレーザー溶着方法においては、熱可塑性樹脂製レンズ２１０表面の外周部全周を走査するレーザー光Ｒａｙが、熱可塑性樹脂製レンズ２１０を透過し、当該熱可塑性樹脂製レンズ２１０が当接した熱可塑性樹脂製部材２２０を照射し、両者を溶融することで、レーザー溶着が行われる。
特開２００５−３３９８７３号公報
しかしながら、上記特許文献１に記載のレーザー溶着方法においては、熱可塑性樹脂製レンズ２１０表面の外周部全周を走査し、その全周にわたりレーザー溶着を行うことが可能であるものの、熱可塑性樹脂製レンズ２１０の熱可塑性樹脂製部材２２０に対する沈み込み量Ｗ（図９（ａ）、図９（ｂ）参照）を制御することが考慮されていないために、沈み込み量Ｗが小さい場合には溶着強度が不足し、一方、沈み込み量Ｗが大きい場合には樹脂がはみだしてバリが発生し外観不良となる、という問題がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、熱可塑性樹脂製レンズ表面の外周部全周を走査し、その全周にわたりレーザー溶着を行うことに起因する熱可塑性樹脂製部材に対する熱可塑性樹脂製レンズの沈み込み量を制御することが可能なレーザー溶着を用いた車両用灯具製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、レーザー光に対し透過性を有する熱可塑性樹脂製レンズとレーザー光に対し吸収性を有する熱可塑性樹脂製部材とがレーザー溶着された車両用灯具を製造する方法において、前記熱可塑性樹脂製レンズと前記熱可塑性樹脂製部材とを加圧し互いに当接させた状態で保持する保持工程と、前記熱可塑性樹脂製レンズを透過して前記熱可塑性樹脂製レンズ裏面の外周部が当接した前記熱可塑性樹脂製部材を照射し、前記熱可塑性樹脂製部材とこれに当接した前記熱可塑性樹脂製レンズとを溶融して接合するように、前記熱可塑性樹脂製レンズ表面の外周部全周にレーザー光を走査する走査工程と、を含んでおり、前記熱可塑性樹脂製レンズ又は前記熱可塑性樹脂製部材のうち少なくとも一方には、前記一方が他方に対し沈み込んだ場合に、前記他方に当接するストッパが設けられていることを特徴とする。
請求項１に記載の発明によれば、熱可塑性樹脂製レンズ又は熱可塑性樹脂製部材に当接するストッパの作用により、熱可塑性樹脂製レンズ表面の外周部全周を走査し、その全周にわたりレーザー溶着を行うことに起因する熱可塑性樹脂製レンズの熱可塑性樹脂製部材に対する沈み込み量を制御することが可能となる。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記熱可塑性樹脂製レンズの裏面の外周部には、先端に環状接合面を含む環状リブが形成されており、前記熱可塑性樹脂製部材は、前記環状リブ側の環状接合面が当接する環状接合面を含んでおり、前記ストッパの高さ寸法は、前記環状リブの高さ寸法よりも短く設定されており、前記保持工程は、前記熱可塑性樹脂製レンズと前記熱可塑性樹脂製部材とを加圧し、熱可塑性樹脂製レンズ側の環状接合面と前記熱可塑性樹脂製部材側の環状接合面とを互いに当接させた状態で保持し、前記走査工程は、前記環状リブを透過して前記環状リブ側の環状接合面が当接した前記熱可塑性樹脂製部材側の環状接合面を照射し、前記熱可塑性樹脂製部材側の環状接合面とこれに当接した前記環状リブ側の環状接合面とを溶融して接合するように、前記熱可塑性樹脂製レンズ表面の外周部全周にレーザー光を走査することを特徴とする。
請求項２に記載の発明によれば、熱可塑性樹脂製レンズ又は熱可塑性樹脂製部材に当接するストッパの作用により、熱可塑性樹脂製レンズ表面の外周部全周を走査し、その全周にわたりレーザー溶着を行うことに起因する熱可塑性樹脂製レンズの熱可塑性樹脂製部材に対する沈み込み量を制御することが可能となる。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記ストッパは、その外側面が前記環状リブの内側面に密着するように前記熱可塑性樹脂製部材側の環状接合面の内周側に形成されていることを特徴とする。
請求項３に記載の発明によれば、ストッパの外側面と環状リブの内側面との間に間隔が形成されないため、ストッパの外側面と環状リブの内側面との間にバリが発生するのを防止することが可能となる。
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記ストッパは、前記熱可塑性樹脂製レンズの裏面に施されたローレットであることを特徴とする。
請求項４に記載の発明によれば、主に意匠目的のローレットをストッパとして機能させることが可能となるため、専用のストッパが不要となる。
請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記ストッパは、前記環状リブの内側面と前記熱可塑性樹脂製レンズ裏面との間に形成された駄肉部であることを特徴とする。
請求項５に記載の発明によれば、環状リブに干渉するレーザー光を減少させ、熱可塑性樹脂製部材を照射するレーザー光を増加させることが可能となる。また、駄肉部分をストッパとして機能させることが可能となるため、専用のストッパが不要となる。
請求項６に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記ストッパは、前記環状リブの先端部に形成された段差部であることを特徴とする。
請求項６に記載の発明によれば、段差部をストッパとして機能させることが可能となるため、専用のストッパが不要となる。
以上説明したように、本発明によれば、熱可塑性樹脂製レンズ表面の外周部全周を走査し、その全周にわたりレーザー溶着を行うことに起因する熱可塑性樹脂製部材に対する熱可塑性樹脂製レンズの沈み込み量を制御することが可能なレーザー溶着を用いた車両用灯具製造方法を提供することが可能となる。
本発明の一実施形態であるレーザー溶着方法に用いられるレーザー溶着装置１０の概略構成図である。 （ａ）レンズ２０とハウジング３０の断面図（沈み込み前）、（ｂ）レンズ２０とハウジング３０の断面図（沈み込み後）である。 （ａ）レンズ２０とハウジング３０の断面図（変形例。沈み込み前）、（ｂ）レンズ２０とハウジング３０の断面図（変形例。沈み込み後）である。 レンズ２０とハウジング３０の断面図（変形例。沈み込み前）である。 （ａ）レンズ２０（変形例）の上面図、（ｂ）レンズ２０とハウジング３０の断面図（変形例。沈み込み前）である。 レンズ２０とハウジング３０の断面図（変形例。沈み込み前）である。 レンズ２０とハウジング３０の断面図（変形例。沈み込み前）である。 従来のレーザー溶着方法に用いられるレーザー溶着装置の概略構成を説明するための図である。 （ａ）熱可塑性樹脂製レンズ２１０と熱可塑性樹脂製部材２２０の断面図（沈み込み前）、（ｂ）熱可塑性樹脂製レンズ２１０と熱可塑性樹脂製部材２２０の断面図（沈み込み後）である。
以下、本発明の一実施形態であるレーザー溶着を用いた車両用灯具製造方法について、図面を参照しながら説明する。
本実施形態のレーザー溶着方法に用いられるレーザー溶着装置１０は、レンズ２０とこのレンズ２０に組み合わされて車両用灯具（例えば、車両後部の左右両側にそれぞれ配置されるリアコンビネーションランプ）を構成するハウジング３０とをレーザー溶着するための装置であり、図１に示すように、レーザー光学系４０等を備えている。
レンズ２０は、レーザー光に対し透過性を有する熱可塑性樹脂製レンズである。レンズ２０は、例えば、第１レンズ部２１と、屈曲レンズ部２２を介して第１レンズ部２１に連続する第２レンズ部２３と、を含んでいる。
図２（ａ）に示すように、レンズ２０裏面の外周部には、先端に環状接合面２４ａを含む環状リブ２４が形成されている。
ハウジング３０は、レーザー光に対し吸収性を有する熱可塑性樹脂製部材である。図２（ａ）に示すように、ハウジング３０は、レンズ２０（環状リブ２４の環状接合面２４ａ）が当接する環状接合面３１を含んでいる。環状接合面３１の内周側には、ストッパＳが形成されている。ストッパＳの高さ寸法Ｈ１は、環状リブ２４の高さ寸法Ｈ２よりも短く設定されている。
レーザー光学系４０としては、例えば、レーザー溶着に用いられるレーザー光を走査するガルバノミラー等（図示せず）を含むガルバノスキャンヘッド、又は、公知のロボットアームに支持されたレーザー射出装置を用いることが可能である。なお、レーザー光学系４０がガルバノスキャンヘッドである場合には、当該ガルバノスキャンヘッドは公知のフレーム等（図示せず）に固定されて用いられる。
次に、上記構成のレーザー溶着装置１０を用いてレンズ２０とハウジング３０とをレーザー溶着する車両用灯具製造方法について説明する。
まず、レンズ２０とハウジング３０とを加圧し、レンズ２０（環状接合面２４ａ）とハウジング３０（環状接合面３１）とをその全周にわたり互いに当接（密着）させた状態（図２（ａ）参照）で公知の治具（図示せず）等により保持する。
次に、レンズ２０（環状リブ２４）を透過したレーザー光が、当該レンズ２０（環状接合面２４ａ）が当接したハウジング３０（環状接合面３１）を照射し、当該ハウジング３０（環状接合面３１）とこれに当接したレンズ２０とを溶融して接合するように、レンズ２０表面の外周部全周にレーザー光Ｒａｙを走査する（図１参照）。
レンズ２０とハウジング３０とは加圧され、レンズ２０（環状接合面２４ａ）とハウジング３０（環状接合面３１）とがその全周にわたり互いに当接（密着）した状態（図２参照（ａ）参照）で保持されているため、その全周にわたりレーザー溶着が行われると、レンズ２０がハウジング３０に対し沈み込む（図２（ｂ）参照）。
しかし、レンズ２０がハウジング３０に対しある程度沈み込むと環状接合面３１の内周側に形成されたストッパＳ（全周にわたって連続的に又は散点的に形成されている）がレンズ２０（例えば、レンズ２０裏面のうち環状リブ２４の近傍）に当接するため（図２（ｂ）参照）、その沈み込み量を制御することが可能となる。
以上により、レンズ２０とハウジング３０とをその沈み込み量を制御しつつ、その外周部全周にわたりレーザー溶着することが可能となる。
図３（ａ）に示すように、ストッパＳは、その外側面Ｓａが環状リブ２４の内側面２４ｂに密着するようにハウジング３０側の環状接合面３１の内周側に形成されているのが好ましい（図３（ａ）、図３（ｂ）参照）。このようにすれば、ストッパＳの外側面Ｓａと環状リブ２４の内側面２４ｂとが密着し（図３（ｂ）参照）両者間に間隔Ｗ（図２（ａ）参照）が形成されないため、ストッパＳの外側面Ｓａと環状リブ２４の内側面２４ｂとの間にバリＢが発生するのを防止することが可能となる（図３（ｂ）参照）。
ストッパＳは、レンズ２０側に設けてもよい（図４参照）。この場合、ストッパＳは、主に意匠目的でレンズ２０の裏面に施されたローレット２５であってもよい（図５（ａ）、図５（ｂ）参照）。このようにすれば、主に意匠目的のローレット２５をストッパＳとして機能させることが可能となるため、専用のストッパＳが不要となる。
また、図６に示すように、ストッパＳは、環状リブ２４の内周面２４ｂとレンズ２０裏面との間に形成された駄肉部２６であってもよい。このようにすれば、環状リブ２４に干渉するレーザー光Ｒａｙを減少させ、ハウジング３０（環状接合面３１）を照射するレーザー光Ｒａｙを増加させることが可能となる。また、駄肉部分２６をストッパＳとして機能させることが可能となるため、専用のストッパＳが不要となる。
また、図７に示すように、ストッパＳは、環状リブ２４の先端部に形成された段差部２４ｃであってもよい。このようにすれば、段差部２４ｃをストッパＳとして機能させることが可能となるため、専用のストッパＳが不要となる。
以上説明したように、本実施形態の車両用灯具製造方法によれば、ストッパＳの作用により、レンズ２０表面の外周部全周を走査し、その全周にわたりレーザー溶着を行うことに起因するレンズ２０のハウジング３０に対する沈み込み量を制御することが可能となる。
また、本実施形態の車両用灯具製造方法によれば、レンズ２０のハウジング３０に対する沈み込み量を制御することが可能となるため、沈み込み量を制御しない場合と比べ、レンズ２０とハウジング３０との建て付け安定性を向上することが可能となる。また、レンズ２０とハウジング３０とを組み合わせて構成される灯具の配光に影響が及ぶのを防止又は低減することが可能となる。
また、本実施形態の車両用灯具製造方法によれば、沈み込み量を制御する特別な設備を用いることなく、ストッパＳのみで沈み込み量を制御する構成であるため、設備費用を低減することが可能となる。
次に、変形例について説明する。
上記実施形態では、熱可塑性樹脂製部材がハウジング３０の例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、熱可塑性樹脂製部材はリフレクタ等の車両用灯具構成部材、その他電子部品の小物部品等であってもよい。
上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。これらの記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。
１０…レーザー溶着装置、２０…レンズ、２１…第１レンズ部、２２…屈曲レンズ部、２３…第２レンズ部、２４…環状リブ、２４ａ…環状接合面、２４ｂ…内周面、２４ｃ…段差部、２５…ローレット、２６…駄肉部、３０…ハウジング、３１…環状接合面、４０…レーザー光学系

Claims (6)

  1. レーザー光に対し透過性を有する熱可塑性樹脂製レンズとレーザー光に対し吸収性を有する熱可塑性樹脂製部材とがレーザー溶着された車両用灯具を製造する方法において、
    前記熱可塑性樹脂製レンズと前記熱可塑性樹脂製部材とを加圧し互いに当接させた状態で保持する保持工程と、
    前記熱可塑性樹脂製レンズを透過して前記熱可塑性樹脂製レンズ裏面の外周部が当接した前記熱可塑性樹脂製部材を照射し、前記熱可塑性樹脂製部材とこれに当接した前記熱可塑性樹脂製レンズとを溶融して接合するように、前記熱可塑性樹脂製レンズ表面の外周部全周にレーザー光を走査する走査工程と、
    を含んでおり、
    前記熱可塑性樹脂製レンズ又は前記熱可塑性樹脂製部材のうち少なくとも一方には、前記一方が他方に対し沈み込んだ場合に、前記他方に当接するストッパが設けられていることを特徴とするレーザー溶着を用いた車両用灯具製造方法。
  2. 前記熱可塑性樹脂製レンズの裏面の外周部には、先端に環状接合面を含む環状リブが形成されており、
    前記熱可塑性樹脂製部材は、前記環状リブ側の環状接合面が当接する環状接合面を含んでおり、
    前記ストッパの高さ寸法は、前記環状リブの高さ寸法よりも短く設定されており、
    前記保持工程は、前記熱可塑性樹脂製レンズと前記熱可塑性樹脂製部材とを加圧し、熱可塑性樹脂製レンズ側の環状接合面と前記熱可塑性樹脂製部材側の環状接合面とを互いに当接させた状態で保持し、
    前記走査工程は、前記環状リブを透過して前記環状リブ側の環状接合面が当接した前記熱可塑性樹脂製部材側の環状接合面を照射し、前記熱可塑性樹脂製部材側の環状接合面とこれに当接した前記環状リブ側の環状接合面とを溶融して接合するように、前記熱可塑性樹脂製レンズ表面の外周部全周にレーザー光を走査することを特徴とする請求項１に記載のレーザー溶着を用いた車両用灯具製造方法。
  3. 前記ストッパは、その外側面が前記環状リブの内側面に密着するように前記熱可塑性樹脂製部材側の環状接合面の内周側に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のレーザー溶着を用いた車両用灯具製造方法。
  4. 前記ストッパは、前記熱可塑性樹脂製レンズの裏面に施されたローレットであることを特徴とする請求項２に記載のレーザー溶着を用いた車両用灯具製造方法。
  5. 前記ストッパは、前記環状リブの内周面と前記熱可塑性樹脂製レンズ裏面との間に形成された駄肉部であることを特徴とする請求項２に記載のレーザー溶着を用いた車両用灯具製造方法。
  6. 前記ストッパは、前記環状リブの先端部に形成された段差部であることを特徴とする請求項２に記載のレーザー溶着を用いた車両用灯具製造方法。
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