JP2013127905A - ランプ装飾部材及び車両用ランプ - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂基材の地色による意匠性を確保する一方でスタティックマークによる外観品質の低下を防止したランプ装飾部材及びこの装飾部材を備えた車両用ランプを提供する。
【解決手段】ランプハウジング内に配設し、外部から観察される有色の樹脂基材からなるエクステンション（装飾部材）３であって、樹脂基材３０の表面に光透過率が５０％以上のアルミニウム膜（透明導電膜）３３が成膜されている。アルミニウム膜３３の膜厚は２０ｎｍ以下であり、１５ｎｍ以下であることが好ましい。また、アルミニウム膜は膜厚が５ｎｍ以上であることが好ましい。
【選択図】 図２

Description

本発明はランプに設けられる装飾部材と、この装飾部材を備えた車両用ランプに関するものである。

自動車等の車両に用いられるランプは、ランプボディと前面カバーとでランプハウジングを構成し、このランプハウジング内にランプユニットを内装した構成とすることが多い。この種のランプでは、ランプハウジング内のランプユニット以外の領域が透明な前面カバーを透して外部に露見するとランプの外観上の見栄えが低下するため、これらの領域を覆い隠すためのエクステンションと称する装飾部材をランプハウジング内に配設することが行われている。この種のエクステンションは、例えば特許文献１に示されるように樹脂基材の表面にステンレス等の金属膜を成膜して光反射面処理した疑似リフレクタとして構成している。特に、この特許文献１のステンレス膜を成膜したエクステンションは長波長よりも短波長の光を反射し易い機能を有して青みを帯びた外観を呈するので、樹脂基材の本来の色と異なる色の外観になり、注意を喚起する上では有効である。一方、特許文献２に示すように、光反射面処理を施すことなく有色樹脂基材あるいは表面を着色した樹脂基材をそのまま用いたものも提案されている。特にエクステンションとして黒色樹脂基材をそのまま用いた場合には、前面カバーを透して観察される樹脂基材の地色である黒色のエクステンションの表面領域内にランプユニットの照射レンズが透明ガラスの質感で島状に視認される外観となるため意匠性の高いランプを得ることができる。

特開２０１１−１７４１４１号公報 特開２００２−３４３１１４号公報

エクステンションとして特許文献２に記載されているような光反射面処理をしない有色樹脂基材をそのまま用いたランプでは、特許文献１に記載の光反射面処理したエクステンションを用いたランプとは異なる意匠性のランプを構成することが可能である。しかし、この光反射面処理をしていない樹脂製のエクステンション、換言すれば表面に金属膜を成膜していない絶縁性のエクステンションでは、いわゆるスタティックマークの問題が生じている。このスタティックマークは成形によって形成したエクステンションを構成している樹脂の表面において電荷が分極することにより生じるものであり、樹脂全体として中和状態にあっても分極した電荷によって部分的に静電気の帯電が生じ、この静電気の帯電によって周囲環境に存在する塵埃等が樹脂の表面に静電付着して不定な模様（マーク）が発生するものである。このようなスタティックマークの発生を未然に防止するには例えば樹脂基材に導電性を得るための添加剤を配合する方法や、樹脂基材への除電ブローを施して帯電を除去する方法等があるが、前者はコスト高になり、後者は帯電除去効果の持続が難しく、いずれも有効な対策にはなっていない。また、一旦スタティックマークが発生すると、樹脂基材の表面に付着した塵埃を除去することは難しい。また、スタティックマークが生じたエクステンションを組み付けたランプについては外観品質が低下することになる。このことは部分的に金属膜が成膜されていないエクステンション、特に灯具外部から観察される領域の一部に金属膜が成膜されていないエクステンションにおいても、当該成膜されていない領域での外観品質が低下するという問題が生じている。

本発明の目的は、樹脂基材の地色による意匠性を確保する一方でスタティックによる外観品質の低下を防止したランプ装飾部材及びこの装飾部材を備えた車両用ランプを提供するものである。

本発明は、ランプハウジング内に配設し、外部から観察される有色の樹脂基材からなる装飾部材であって、当該樹脂基材の表面に光透過率が５０％以上の透明導電膜が成膜されていることを特徴とする。例えば、透明導電膜はアルミニウム膜であり、その膜厚が２０ｎｍ以下である。この場合において、アルミニウム膜は膜厚が５ｎｍ以上であることが好ましい。また、光透過率は７０％以上であることが好ましく、膜厚は１５ｎｍ以下であることが好ましい。

また、本発明は、ランプハウジング内に、ランプユニットと、当該ランプユニットの周囲を覆い隠すエクステンションをそれぞれ配設している車両用ランプであって、当該エクステンションを前記した本発明のランプ装飾部材で構成したことを特徴とする。ここで、エクステンションの樹脂基材は黒色樹脂で構成されていることが好ましい。

本発明のランプ装飾部材では、有色の樹脂基材の表面に光透過率が５０％以上、好ましくは７０％以上の透明導電膜を成膜することにより、当該透明導電膜を透して樹脂基材の地色が観察でき、有色のランプ装飾部材による意匠的な効果を確保することができる。また、樹脂基材の表面に好ましくは５ｎｍ以上の膜厚の透明導電膜を成膜することにより樹脂基材の表面における静電気の帯電を防止してスタティックマークの発生を防止でき、高い品質のランプ装飾部材を得ることができる。

本発明の車両用ランプは、ランプハウジング内に配設するエクステンションに本発明のランプ装飾部材を適用しているので、有色のエクステンションを備えたランプとして観察され、かつエクステンションにおけるスタティックマークの発生を防止することができ意匠性の高い、しかも高い品質の車両用ランプが構成できる。

本発明をヘッドランプに適用した実施形態の一部を破断した外観斜視図。 本発明の装飾部材を適用したエクステンションの外観斜視図とＢ−Ｂ線断面図。 透明導電膜の膜厚と光透過率の関係を示す図。 透明導電膜の膜厚とスタティックマークの関係を示す図。 スパッタ装置とマスクの概略を示す図。 スパッタ出力と透明導電膜の膜厚の関係を示す図。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明を自動車のヘッドランプ及びこのヘッドランプに配設されるエクステンションに適用した実施形態の一部を破断した概略斜視図である。このヘッドランプＨＬは自動車の左ヘッドランプであり、前面側を開口した容器状のランプボディ１１と、このランプボディの前面開口に取着された透明な前面カバー１２とで構成されるランプハウジング１を備えており、このランプハウジング１内に２つのランプユニット２Ｈ，２Ｌを内装している。自動車の車幅方向内側に配置されたランプユニット２Ｈはハイビーム配光のランプユニットであり、車幅方向外側に配置されたランプユニット２Ｌはロービーム配光のランプユニットである。これらランプユニット２Ｈ，２Ｌはプロジェクタ型のランプユニットで構成されており、図１にロービーム配光のランプユニット２Ｌで例示するように、光源２１、リフレクタ２２、照射レンズ２３等をユニット化した構成である。このプロジェクタ型のランプユニットの詳細は既に知られている構成であるのでここでは詳細な説明は省略する。また、前記ランプハウジング１内には前記ランプユニット２Ｈ，２Ｌが配置された領域を除く領域にわたってエクステンション３を配設している。このエクステンション３は光を透過しない不透明な部材で構成されており、前記ランプハウジング１内の前記ランプユニット２Ｈ，２Ｌ以外の領域を覆い隠して当該ヘッドランプＨＬの外観上の見栄えを向上させるための装飾部材として構成されている。

前記エクステンション３は、図２（ａ）に外観を示すように、有色、ここでは黒色のＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の樹脂を樹脂成形して形成している。これら以外の樹脂であっても良いことは言うまでもない。このエクステンション３は前記ランプハウジング１の内部を覆い隠す形状及びサイズをした曲面板状に形成されるとともに、所定の２箇所にはそれぞれ円形の穴３１を開口するとともに、当該穴３１の内縁に沿って短円筒状の取付縁部３２が形成され、これらの取付縁部３２内に前記ランプユニット２Ｈ，２Ｌが内挿状態に配置されている。このエクステンション３を前記ランプハウジング１内に配設することにより、ヘッドランプＨＬを前面側から観察したときには、透明な前面カバー１２を透してエクステンション３が観察されるため、ヘッドランプＨＬのほぼ全体が黒色を呈する外観となる。さらに、このエクステンション３による黒色の領域内にランプユニット２Ｈ，２Ｌの各照射レンズ２３が透明ガラスの質感で円形島状に浮かび上がる外観となり、当該ヘッドランプＨＬの意匠性を高める装飾効果を発揮することができる。

前記エクステンション３は黒色の絶縁性の樹脂を成形しているため、そのままでは前記したように表面にスタティックマークが生じるおそれがあるが、このスタティックマークを防止するために当該エクステンションでは黒色樹脂の表面に透明導電膜を成膜している。ここで透明導電膜は、材料自体が光を透過することはもとより、本来は光を透過しない材料であるが薄膜に形成することによって一部の光を透過する状態にある導電膜をも含むものである。図２（ｂ）は前記エクステンション３における図２（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図であり、黒色の樹脂基材３０の表面に透明導電膜として、ここではアルミニウム（Ａｌ）膜３３を所要の膜厚に成膜している。このようにエクステンション３の樹脂基材３０の表面に透明導電膜３３を成膜することにより、当該透明導電膜３３の導電性によって樹脂基材３０の表面に導電性が得られるため、樹脂基材３０の表面における静電気の帯電が防止され、スタティックマークの発生が防止される。一方、透明導電膜３３が透明であることによってエクステンション３を表面側から見たときには樹脂基材３０の黒色がそのままの色として観察されるため、前記したような黒色エクステンション３によるヘッドランプＨＬの意匠性が高められることになる。

図３は前記透明導電膜３３としてのアルミニウム膜の膜厚と光透過率の関連を示す図である。アルミニウム膜３３の膜厚が増加すると光透過率も徐々に低下する。図３には示されないが膜厚が１００ｎｍ程度では光透過率は０に近い値となり、絶縁基材の表面は鏡面に近い状態となる。これではもはや樹脂基材の黒色を観察することは難しくなる。膜厚を徐々に低減すると光透過率が増加して行き、樹脂基材の黒色が確認できるようになる。本発明者の検証によれば、人間の目視においてはアルミニウム膜３３の光透過率が５０％以上になるとアルミニウム膜３３の存在にかかわらずエクステンション３の樹脂基材３０の地色の黒色が観察されることが判明した。したがって、透明導電膜３３がアルミニウム膜の場合には、光透過率が５０％になる膜厚以下の膜厚、すなわち２０ｎｍ以下の膜厚に成膜することが必要であると結論された。また、エクステンション３の樹脂基材３０の地色をさらに確実に認識してより高い意匠効果を得る場合にはアルミニウム膜３３の光透過率が７０％以上であることが好ましく、この場合にはアルミニウム膜３３の膜厚を１５ｎｍ以下にすればよい。

一方、図４にはアルミニウム膜３３の膜厚とスタティックマーク発生との相関を示しており、エクステンション３を形成した時点からスタティックマークの発生が確認できたまでの時間、ここでは日数を示している。これによると、樹脂基材３０を樹脂成形し、その後に樹脂基材３０の表面に形成するアルミニウム膜３３の膜厚が増加するとスタティックマークが発生するまでの日数が増加して行くことが判る。アルミニウム膜３３の膜厚が２０ｎｍ以上になれば、３０日以上経過してもスタティックの発生が確認されていない。膜厚が２０ｎｍ以下ないし１５ｎｍ以下の場合でも５ｎｍ以上あれば４日経過してもスタティックマークは発生していない。因みに、アルミニウム膜３３の膜厚が０ｎｍのとき、すなわちアルミニウム膜３３を成膜していないときには１日程度でスタティックマークの発生が確認されている。通常のヘッドランプの製造工程では、エクステンションの製造後、４日以内に当該エクステンションのランプハウジング内への組み立てが完了されており、このように組み立てられた後は内部が封止されて塵埃が除去されているランプハウジング内においてスタティックマークが生じる可能性は極めて少ないという事情を鑑みると、アルミニウム膜３３は少なくとも５ｎｍ以上あれば十分であると結論された。なお、本発明者による測定では、アルミニウム膜３３を成膜していない黒色樹脂基材３０の表面における導電率（電気抵抗）は１０Ｅ１５（Ω・ｃｍ）であり、アルミニウム膜３３を１０ｎｍの膜厚に成膜したときの導電率は２．６Ｅ-8（Ω・ｍ）であった。

これらの結論に基づくと、アルミニウム膜３３は光透過率が５０％以上となるように構成すればエクステンション３による意匠効果が得られた上でエクステンション３の表面における導電性を得てスタティックマークを抑制することが可能になる。したがって、本発明における透明導電膜がアルミニウム膜の場合には膜厚を２０ｎｍ以下に形成すればよい。エクステンション３の樹脂基材３０の地色をさらに確実に認識してより高い意匠効果を得る場合には光透過率を７０％以上とし、この場合にはアルミニウム膜３３の膜厚を１５ｎｍ以下にする。一方、前記したようにアルミニウム膜３３は膜厚が５ｎｍ以上であれば通常のヘッドランプの製造工程において組み立てられたヘッドランプにおけるスタティックマークを確実に防止できる。したがって、膜厚を５ｎｍ以上にすることが好ましい。図３から判るように膜厚が５ｎｍのときの光透過率はほぼ１００％であるのでエクステンション３の樹脂基材３０の地色をほとんどそのまま観察することになり、高い意匠性が得られることは言うまでもない。

ここで、エクステンショ３ンの外観を均一な黒色とするためには樹脂基材３０の表面に形成するアルミニウム膜３３は均一な光透過率となるようにエクステンション３の全表面領域にわたって均一な膜厚に成膜することが好ましい。実施形態ではアルミニウム膜３３をスパッタ法により形成しているが、その際にマスクを用いることで均一な成膜を実現している。すなわち、図５（ａ）はスパッタ装置１００の概念構成図であり、内部を気密に保ったチャンバ１０１内にターゲットとしてのアルミニウム板１０２と、ワーク（被加工物）としてのエクステンション３の樹脂基材３０を配置する。また、アルミニウム板１０２と樹脂基材３０との間にマスク１０３を配置する。そして、排気口１０５から空気（ａｉｒ）を抜いてチャンバ１０１内を所要の真空圧に設定するとともに、ガス供給口１０６からチャンバ１０１内にアルゴン（Ａｒ）ガスを導入し、かつ外部電源１０７から電力を供給してチャンバ１０１内にプラズマを生成することによりスパッタリングが行われ、アルミニウム板１０２から叩き出されたアルミニウム原子が樹脂基材３０の表面に付着して図２に示したアルミニウム膜３３の成膜が行われる。

このとき、エクステンション３の樹脂基材３０は表面が平坦でなく、アルミニウム板１０２と樹脂基材３０の表面との距離が均一ではないため樹脂基材３０の表面に成膜されるアルミニウム膜３３の膜厚は両者の距離が近い領域では厚く、距離が遠い領域では薄く形成され、膜厚にばらつきが生じることがある。これを防止するために実施形態では、アルミニウム板１０２と樹脂基材３０との間に前記マスク１０３を配置しているが、このマスク１０３は図５（ｂ）に示すように、平面構造が編み目状の開口を有するマスクとして構成されており、その編み目１０３ａのピッチサイズを前記した両者の距離が近い領域では細かく、距離が遠い領域では荒くなるように構成している。これにより、アルミニウム板１０２と樹脂基材３０との距離が近い領域では編み目ピッチが細かいためマスク１０３を透過するアルミニウム原子を抑制し、距離が遠い領域では編み目ピッチが粗いためマスク１０３を透過するアルミニウム原子の抑制効果が低くなり、結果として樹脂基材３０の表面の全域においてほぼ均一な膜厚のアルミニウム膜３３を成膜することが可能になる。これにより、エクステンション３の表面の全域においてほぼ等しい光透過率が得られ、樹脂基材３０の地色の黒色の外観が確保される。なお、マスク１０３の構成はスリット状の開口を有するもの、多数の微細な穴を有するものであってもよく、前者はスリットの開口幅や開口長さを調整することで、後者は穴の径寸法を調整することで同様なマスク効果を得ることができる。

また、樹脂基材３０の表面に成膜するアルミニウム膜３３の膜厚は、スパッタ装置１００においてプラズマを生成する際の供給電力、すなわちスパッタ出力を調整すること、あるいはスパッタ処理時間を調整することによって任意の膜厚に制御することが可能である。例えば、図６はこの実施形態におけるスパッタ出力とアルミニウム膜厚との関係を示す図であり、スパッタ時間を一定の３０秒としたときにスパッタ出力を変化したときのアルミニウム膜厚を示している。ここではスパッタ出力を２ＫＷに調整することにより３０秒のスパッタ時間で樹脂基材３０の表面に２０ｎｍの膜厚のアルミニウム膜３３が成膜されることが判る。また、スパッタ時間を短くし、あるいは長くすることによりアルミニウム膜３３の膜厚を薄く、あるいは厚くすることができることも判る。

実施形態では透明導電膜を形成する金属としてアルミニウムを用いているが、ステンレス（ＳＵＳ）やクロム（Ｃｒ）を用いてもよい。これらの金属を用いた場合でも成膜した膜厚が薄い場合には光透過率が５０％以上の、好ましくは７０％以上の透明導電膜として樹脂基材の地色を観察可能なエクステンションが構成できる。また、これらの金属を成膜した場合でも樹脂基材の表面における導電性を確保してスタティックマークの発生を防止することができる。ただし、ステンレスやクロムにおける光透過率と膜厚の関係は前記したアルミニウムの場合とは異なる場合があるので、前記したアルミニウム膜による好ましい膜厚はステンレス膜やクロム膜にそのまま適用されるものではなく、それぞれについて検証を行った上で決定することが肝要である。

また、本発明の透明導電膜の成膜方法は実施形態に記載のスパッタ法に限定されるものではなく、樹脂基材の表面の全域にわたってほぼ均一な膜厚で、しかも所要の光透過率及び導電性を満たす膜厚に成膜できるのであれば他の方法、例えば抵抗加熱蒸着法等によっても可能である。

本発明は装飾部材としてランプのエクステンションに適用した例を示しているが、ランプのランプハウジング内に配設してランプの意匠効果を高めるための部材であれば他の装飾部材として構成されていてもよい。また、装飾部材を構成する樹脂基材は実施形態の黒色に限られるものではなく、黒色以外の樹脂基材であってもよい。

本発明はランプの一部に有色の樹脂基材からなる装飾部材と、当該装飾部材を備えた車両用ランプに採用することが可能である。

ＨＬ ヘッドランプ（車両用ランプ）
１ ランプハウジング
２Ｈ，２Ｌ ランプユニット
３ エクステンション（装飾部材）
１１ ランプボディ
１２ 透明な前面カバー
２１ 光源
２２ リフレクタ
２３ 照射レンズ
３０ 樹脂基材
３１ 開口
３２ 開口縁部
３３ アルミニウム膜（透明導電膜）

Claims (5)

1. ランプハウジング内に配設し、外部から観察される有色の樹脂基材からなる装飾部材であって、当該樹脂基材の表面に光透過率が５０％以上の透明導電膜が成膜されていることを特徴とするランプ装飾部材。
2. 前記透明導電膜はアルミニウム膜であり、その膜厚が２０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のランプ装飾部材。
3. 前記アルミニウム膜は膜厚が５ｎｍ以上であることを特徴とする請求項２に記載のランプ装飾部材。
4. ランプハウジング内に、ランプユニットと、当該ランプユニットの周囲を覆い隠すエクステンションをそれぞれ配設している車両用ランプであって、前記エクステンションを請求項１〜３のいずれかに記載のランプ装飾部材で構成したことを特徴とする車両用ランプ。
5. 前記エクステンションの樹脂基材は黒色樹脂で構成されていることを特徴とする請求項４に記載の車両用ランプ。
   
   
   
   

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