JP2013132669A

JP2013132669A - 車両用加飾部品の製造方法、車両用加飾部品

Info

Publication number: JP2013132669A
Application number: JP2011285542A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Naruse; 俊裕成瀬
Original assignee: Trinity Industrial Corp
Current assignee: Trinity Industrial Corp
Priority date: 2011-12-27
Filing date: 2011-12-27
Publication date: 2013-07-08
Anticipated expiration: 2031-12-27
Also published as: JP5758286B2

Abstract

【課題】耐傷付き性を高めつつ、意匠性を確保することが可能な車両用加飾部品の製造方法を提供すること。
【解決手段】車両用加飾部品は、被加飾領域４に対してレーザーを照射するレーザー照射工程を経て製造される。レーザー照射工程は、発泡層形成工程及び凝固層形成工程を含む。発泡層形成工程では、被加飾領域４にレーザーを照射して被加飾領域４の表層部分を溶融させることにより、気泡１０を含む発泡層１１を形成する。凝固層形成工程では、発泡層１１にレーザーを照射して、発泡層１１の表層部分を溶融させて凝固させることにより、発泡層１１の表層部分を覆うように凝固層１２を形成する。発泡層１１に照射されるレーザーの単位面積当たりのエネルギーは、被加飾領域４に照射されるレーザーの単位面積当たりのエネルギーよりも小さく設定される。
【選択図】図５

Description

本発明は、ワークの表面上に設定された被加飾領域にレーザーを照射する車両用加飾部品の製造方法、及び車両用加飾部品に関するものである。

自動車の内装部品などでは、デザイン性や品質を高めるために、ワークの表面に装飾を加えるようにした自動車用加飾部品（例えば、コンソールボックス、インストルメントパネル、アームレストなど）が多く実用化されている。このような自動車用加飾部品に装飾を加える加飾方法としては、水圧転写が一般的に用いられている。水圧転写とは、水面上に特殊フィルムを浮かべ、そのフィルムに印刷された所定の絵柄（木目模様や幾何学模様などの絵柄）を水圧によってワークの表面に転写する技術である。この技術によれば、三次元曲面への印刷を行うことができる。

また、安価で手軽な加飾方法としては、レーザー描画が知られている。レーザー描画とは、熱可塑性樹脂製のワークの表面に対してレーザーを照射するレーザー照射工程を行うことにより、レーザーによって与えられた熱により表面状態を変化させて、絵柄を描くようにした加飾方法である。因みに、特許文献１，２等には、ワークの表面にレーザーを照射して文字をマーキングする技術が開示されている。これらの技術は、ワークの表面に複数色の文字や記号などをマーキングするための技術であり、複雑な絵柄を描くためのものではない。

ところで、レーザー照射工程としては、２０ＭＷ／ｃｍ^２以上の比較的強い出力のレーザーを照射するものや、８ＭＷ／ｃｍ^２以上２０ＭＷ／ｃｍ^２未満の比較的弱い出力のレーザーを照射するものが考えられる。なお、比較的強い出力のレーザーを照射する場合（図６参照）には、発泡現象（レーザーがワーク６０の表層部分を溶融させる際に泡が発生する現象）によって気泡６３を含む発泡層６１がワーク６０に形成されるため、強いコントラストを有する絵柄を得ることができ、ワーク６０に要求される意匠性を十分に確保することができる。また、比較的弱い出力のレーザーを照射する場合（図７参照）には、表層部分を溶融させて凝固してなる凝固層６２がワーク６０に形成されるため、硬度の高い絵柄を得ることができる。

特開２００４−１７０４７号公報特開２０１０−１２５４８９号公報

しかしながら、比較的強い出力のレーザーを照射する場合には、形成される発泡層６１の強度が気泡６３の存在によって低くなるため、発泡層６１の耐傷付き性が著しく低下してしまう。また、比較的弱い出力のレーザーを照射する場合には、形成される凝固層６２の描画痕が浅くなるため、コントラストが弱すぎる絵柄しか得ることができず、ワーク６０に要求される意匠性を十分に確保することができなくなる。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、耐傷付き性を高めつつ、意匠性を確保することが可能な車両用加飾部品の製造方法を提供することにある。また、別の目的は、耐傷付き性を高めつつ意匠性を高めた車両用加飾部品を提供することにある。

上記課題を解決するために、手段１に記載の発明は、ワークの表面上に設定された被加飾領域に対してレーザーを照射する複数のレーザー照射工程を経て、熱可塑性樹脂製の車両用加飾部品を製造する方法であって、前記複数のレーザー照射工程は、前記被加飾領域にレーザーを照射して前記被加飾領域の表層部分を溶融させることにより、気泡を含む発泡層を形成する発泡層形成工程と、前記発泡層にレーザーを照射して、前記発泡層の表層部分を溶融させて凝固させることにより、前記発泡層の表層部分を覆うように凝固層を形成する凝固層形成工程とを含み、前記発泡層に照射されるレーザーの単位面積当たりのエネルギーが、前記被加飾領域に照射されるレーザーの単位面積当たりのエネルギーよりも小さく設定されることを特徴とする車両用加飾部品の製造方法をその要旨とする。

手段１に記載の発明によれば、発泡層形成工程において発泡層を形成した後、凝固層形成工程において発泡層の表層部分を覆うように凝固層を形成することにより、強度の低い発泡層が強度の高い凝固層によって保護されるため、発泡層及び凝固層が形成される被加飾領域の耐傷付き性を高めることができる。しかも、発泡層に照射されるレーザーの単位面積当たりのエネルギーを被加飾領域に照射されるレーザーの単位面積当たりのエネルギーよりも小さく設定することにより、発泡層の表層部分を覆う凝固層を薄く形成できる。その結果、強いコントラストを有する発泡層の意匠を、凝固層を介して視認することができるため、被加飾領域の耐傷付き性を高めたとしても、ワークの意匠性を十分に確保することができる。

ここで、車両用加飾部品を形成する熱可塑性樹脂の好適例としては、ＡＢＳ樹脂、ＰＰ樹脂（ポリプロピレン樹脂）、ＰＣ／ＡＢＳ樹脂、ＰＣ樹脂（ポリカーボネート樹脂）、ＰＭＭＡ樹脂（アクリル樹脂）、ＰＯＭ樹脂（ポリアセタール樹脂）、ＰＢＴ樹脂（ポリブチレンテレフタレート樹脂）、ＰＥＴ樹脂（ポリエチレンテレフタレート樹脂）などが挙げられる。

また、発泡層に照射されるレーザーの単位面積当たりのエネルギーを、非加飾領域に照射されるレーザーの単位面積当たりのエネルギーよりも小さく設定する方法としては、発泡層に照射されるレーザーの出力を被加飾領域に照射されるレーザーの出力よりも小さくすること（手段２）や、発泡層に照射されるレーザーの照射時間を被加飾領域に照射されるレーザーの照射時間よりも短くすること（手段７）などが挙げられる。

なお、発泡層に照射されるレーザーの出力を被加飾領域に照射されるレーザーの出力よりも小さくする場合であって、ワークが例えば黒色のＡＢＳ樹脂である場合、被加飾領域に照射されるレーザーの出力は２０ＭＷ／ｃｍ^２以上であることが好ましく、特には、２０ＭＷ／ｃｍ^２以上２０ＧＷ／ｃｍ^２未満であることが好ましい（手段３）。仮に、被加飾領域に照射されるレーザーの出力が２０ＭＷ／ｃｍ^２未満になると、被加飾領域にレーザーを照射して被加飾領域の表層部分を溶融させたとしても、溶融させた表層部分を十分に発泡させることができないため、発泡層を上手く形成できない可能性がある。一方、被加飾領域に照射されるレーザーの出力が２０ＧＷ／ｃｍ^２以上になると、レーザーがワークを貫通するおそれがある。また、発泡層に照射されるレーザーの出力を被加飾領域に照射されるレーザーの出力よりも小さくする場合であって、ワークが例えば黒色のＡＢＳ樹脂である場合、発泡層に照射されるレーザーの出力は８ＭＷ／ｃｍ^２以上２０ＭＷ／ｃｍ^２未満であることが好ましい（手段３）。仮に、発泡層に照射されるレーザーの出力が８ＭＷ／ｃｍ^２未満になると、発泡層にレーザーを照射して発泡層の表層部分を溶融させようとしても、発泡層の表層部分を十分に溶融させることができないため、凝固層を形成できない可能性がある。一方、発泡層に照射されるレーザーの出力が２０ＭＷ／ｃｍ^２以上になると、溶融させた発泡層の表層部分が再び発泡するおそれがある。しかも、最悪の場合、レーザーがワークを貫通するおそれもある。

また、発泡層に照射されるレーザーの出力を被加飾領域に照射されるレーザーの出力よりも小さくする場合であって、ワークが例えば黒色のＰＰ樹脂である場合、被加飾領域に照射されるレーザーの出力は１５ＭＷ／ｃｍ^２以上であり、発泡層に照射されるレーザーの出力は６ＭＷ／ｃｍ^２以上１５ＭＷ／ｃｍ^２未満であることが好ましい（手段４）。仮に、被加飾領域に出力されるレーザーの出力が１５ＭＷ／ｃｍ^２未満になると、被加飾領域にレーザーを照射して被加飾領域の表層部分を溶融させたとしても、溶融させた表層部分を十分に発泡させることができないため、発泡層を上手く形成できない可能性がある。また、発泡層に照射されるレーザーの出力が６ＭＷ／ｃｍ^２未満になると、発泡層にレーザーを照射して発泡層の表層部分を溶融させようとしても、発泡層の表層部分を十分に溶融させることができないため、凝固層を形成できない可能性がある。一方、発泡層に照射されるレーザーの出力が１５ＭＷ／ｃｍ^２以上になると、溶融させた発泡層の表層部分が再び発泡するおそれがある。しかも、最悪の場合、レーザーがワークを貫通するおそれもある。

さらに、発泡層に照射されるレーザーの出力を被加飾領域に照射されるレーザーの出力よりも小さくする場合であって、ワークが例えば黒色のＰＣ／ＡＢＳ樹脂である場合、被加飾領域に照射されるレーザーの出力は２１ＭＷ／ｃｍ^２以上であり、発泡層に照射されるレーザーの出力は１１ＭＷ／ｃｍ^２以上２１ＭＷ／ｃｍ^２未満であることが好ましい（手段５）。仮に、被加飾領域に照射されるレーザーの出力が２１ＭＷ／ｃｍ^２未満になると、被加飾領域にレーザーを照射して被加飾領域の表層部分を溶融させたとしても、溶融させた表層部分を十分に発泡させることができないため、発泡層を上手く形成できない可能性がある。また、発泡層に照射されるレーザーの出力が１１ＭＷ／ｃｍ^２未満になると、発泡層にレーザーを照射して発泡層の表層部分を溶融させようとしても、発泡層の表層部分を十分に溶融させることができないため、凝固層を形成できない可能性がある。一方、発泡層に照射されるレーザーの出力が２１ＭＷ／ｃｍ^２以上になると、溶融させた発泡層の表層部分が再び発泡するおそれがある。しかも、最悪の場合、レーザーがワークを貫通するおそれもある。

なお、被加飾領域に照射されるレーザー及び発泡層に照射されるレーザーは、互いに同じ種類のものであってもよいし、互いに異なる種類のものであってもよい。被加飾領域に照射されるレーザー及び発泡層に照射されるレーザーが互いに異なる種類である場合、例えば、被加飾領域に照射されるレーザーは気体レーザーであり、発泡層に照射されるレーザーは気体レーザーよりも低出力の固体レーザーであることが好ましい（手段６）。このようにすれば、発泡層に照射されるレーザーよりも高出力のレーザーを用いて被加飾領域を照射するため、発泡層に照射されるレーザーと同じ種類のレーザーを用いて被加飾領域を照射する場合に比べて、発泡層を短時間で形成することができる。よって、車両用加飾部品の製造効率が向上する。ここで、気体レーザーとしては、ＣＯ_２レーザー、Ｈｅ−Ｎｅレーザー、Ａｒレーザー、エキシマレーザーなどが挙げられる。また、固体レーザーとしては、ＹＡＧレーザー、ルビーレーザー、ガラスレーザーなどが挙げられる。

手段８に記載の発明は、手段１乃至７のいずれか１つにおいて、発泡層に照射されるレーザーの照射面積が、被加飾領域に照射されるレーザーの照射面積よりも大きいことをその要旨とする。

手段８に記載の発明によれば、発泡層の表層部分を凝固層によって確実に覆うことができるため、発泡層を凝固層によって確実に保護することができる。ゆえに、発泡層及び凝固層が形成される被加飾領域の耐傷付き性をよりいっそう高めることができる。

手段９に記載の発明は、ワークの表面上に設定された被加飾領域にレーザー被加工部が形成された熱可塑性樹脂製の車両用加飾部品であって、前記レーザー被加工部は、前記被加飾領域に形成され、気泡を含む発泡層と、前記発泡層上にて前記発泡層を覆うように形成され、前記発泡層よりも薄い凝固層とからなることを特徴とする車両用加飾部品をその要旨とする。

手段９に記載の発明によれば、発泡層の表層部分を覆うように凝固層が形成されるため、強度の低い発泡層が強度の高い凝固層によって保護される。よって、発泡層及び凝固層からなるレーザー被加工部の耐傷付き性を高めることができる。しかも、凝固層が発泡層よりも薄いため、強いコントラストを有する発泡層の意匠を、凝固層を介して視認することができる。よって、レーザー被加工部の耐傷付き性を高めたとしても、ワークの意匠性を十分に確保することができる。

手段１０に記載の発明は、手段９において、前記凝固層の形成領域の面積が、前記発泡層の形成領域の面積よりも大きくなっていることをその要旨とする。

手段１０に記載の発明によれば、発泡層の表層部分を凝固層によって確実に覆うことができるため、発泡層を凝固層によって確実に保護することができる。ゆえに、発泡層及び凝固層からなるレーザー被加工部の耐傷付き性をよりいっそう高めることができる。

以上詳述したように、手段１〜８に記載の発明によると、耐傷付き性を高めつつ、意匠性を確保することが可能である。

本実施形態の自動車用加飾部品を示す斜視図。図１のＡ−Ａ線断面図。自動車用加飾部品を示す要部断面図。表面加飾システムを示す概略構成図。（ａ），（ｂ）は、自動車用加飾部品の製造方法を示す説明図。従来技術におけるレーザー照射工程を示す概略断面図。従来技術におけるレーザー照射工程を示す概略断面図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。

図１〜図３に示されるように、自動車用加飾部品１（車両用加飾部品）は、黒色の熱可塑性樹脂（本実施形態ではＡＢＳ樹脂）によって形成され、立体形状のワーク２を備えている。本実施形態の自動車用加飾部品１は、自動車のドアに設けられたアームレストの上面を覆う装飾パネルである。また、ワーク２は、凸状湾曲面であるワーク表面３ａと、ワーク表面３ａの反対側に位置する凹状湾曲面であるワーク裏面３ｂとを有している。さらに、ワーク２には、パワーウィンドウスイッチ（図示略）を取り付けるためのスイッチ取付孔６と、ドアロックスイッチ（図示略）を取り付けるためのスイッチ取付孔７とが設けられている。これらスイッチ取付孔６，７は、ワーク表面３ａ及びワーク裏面３ｂを貫通している。

そして、ワーク２においてスイッチ取付孔６，７を除く表面（ワーク表面３ａ）上には被加飾領域４が設定されている。さらに、ワーク２における被加飾領域４には、それぞれ同一方向に延びる多数の筋彫り部５（レーザー被加工部）が形成されている。各筋彫り部５は、ワーク２内に埋設された状態で直線的に延びており、発泡層１１及び凝固層１２を積層することによって構成されている。発泡層１１は、被加飾領域４に形成され、多数の気泡１０を含む層である。なお、発泡層１１の幅は、５０μｍ以上１００μｍ以下（本実施形態では１００μｍ）に設定され、発泡層１１の厚さは、５μｍ以上３０μｍ以下（本実施形態では２０μｍ）に設定されている。

図２，図３に示されるように、凝固層１２は、発泡層１１上において発泡層１１の上面全体を覆うように形成されている。凝固層１２の幅は、１００μｍ以上２００μｍ以下（本実施形態では１５０μｍ）に設定されている。即ち、凝固層１２の幅は発泡層１１の幅（１００μｍ）よりも大きく設定されている。また、凝固層１２の長さは、発泡層１１の長さ、ひいては筋彫り部５の長さと等しくなっている。よって、凝固層１２の形成領域の面積は、発泡層１１の形成領域の面積よりも大きくなっている。また、凝固層１２の厚さは、５μｍ以下（本実施形態では５μｍ）に設定されている。即ち、凝固層１２の厚さは、発泡層１１の厚さ（２０μｍ）よりも薄く、かつ、凝固層１２を介して発泡層１１が視認可能となる程度に形成されている。なお、凝固層１２の上面は、ワーク表面３ａよりも１μｍ程度下方に位置している。

次に、自動車用加飾部品１を製造するための表面加飾システム２０について説明する。

図４に示されるように、表面加飾システム２０は、レーザー照射装置２２及びワーク変位ロボット２３を備えている。レーザー照射装置２２は、レーザーＬ１，Ｌ２（本実施形態では、波長１０６４ｎｍのＹＡＧレーザー）を発生させるレーザー発生部３１と、レーザーＬ１，Ｌ２を偏向させるレーザー偏向部３２と、レーザー発生部３１及びレーザー偏向部３２を制御するレーザー制御部３３とを備えている。レーザー偏向部３２は、レンズ３５と反射ミラー３６とを複合させてなる光学系であり、これらレンズ３５及び反射ミラー３６の位置を変更することにより、レーザーＬ１，Ｌ２の照射位置や焦点位置を調整するようになっている。レーザー制御部３３は、レーザーＬ１，Ｌ２の照射時間変調、照射強度変調、照射面積変調などの制御を行う。

また、ワーク変位ロボット２３は、ロボットアーム２９と、ロボットアーム２９の先端に設けられたワーク支持部３０とを備えている。ワーク支持部３０は、ワーク２を支持するようになっている。そして、ワーク変位ロボット２３は、ロボットアーム２９を駆動してワーク２の位置及び角度を変更することにより、ワーク２のワーク表面３ａに対するレーザーＬ１，Ｌ２の照射位置や照射角度を変更するようになっている。

次に、表面加飾システム２０の電気的構成について説明する。

図４に示されるように、表面加飾システム２０は、システム全体を統括的に制御する制御装置２４を備えている。制御装置２４は、ＣＰＵ４０、メモリ４１及び入出力ポート４２等からなる周知のコンピュータにより構成されている。ＣＰＵ４０は、レーザー照射装置２２及びワーク変位ロボット２３に電気的に接続されており、各種の駆動信号によってそれらを制御する。

なお、メモリ４１には、レーザー照射を行うためのレーザー照射データが記憶されている。レーザー照射データは、ＣＡＤデータを変換することによって得られるデータであり、ＣＡＤデータは、筋彫り部５が形成された被加飾領域４を示す画像データを変換することによって得られるデータである。なお、画像データは、筋彫り部５を形成するための描画領域からなっている。そして、描画領域には、複数の描画ドット（レーザー照射部）が散点的（本実施形態では格子状）に形成されている。また、メモリ４１には、レーザー照射に用いられるレーザー照射パラメータ（レーザーＬ１，Ｌ２の照射位置、焦点位置、照射角度、照射面積、照射時間、照射強度、照射周期、照射ピッチなど）を示すデータが記憶されている。

次に、自動車用加飾部品１の製造方法を説明する。

まず、黒色の熱可塑性樹脂（本実施形態ではＡＢＳ樹脂）を用いて所定の立体形状に成形したワーク２を準備する。なお、ワーク２は、作業者によってワーク変位ロボット２３のワーク支持部３０（図４参照）にセットされる。

次に、ＣＰＵ４０は、メモリ４１に記憶されているレーザー照射データを読み出し、読み出したレーザー照射データに基づいて駆動信号を生成し、生成した駆動信号をワーク変位ロボット２３に出力する。ワーク変位ロボット２３は、ＣＰＵ４０から出力された駆動信号に基づいてロボットアーム２９を駆動し、ワーク支持部３０に支持されたワーク２を、被加飾領域４を構成する特定の照射範囲に対してレーザーＬ１を照射可能な位置に移動させる。それとともに、ワーク支持部３０に支持されたワーク２の角度を調節し、特定の照射範囲に対するレーザーＬ１の照射角度を調節する。

そして、レーザー照射工程を行い、ＣＰＵ４０は、メモリ４１に記憶されているレーザー照射データに基づき、ワーク２のワーク表面３ａ上に設定された被加飾領域４に対してレーザーＬ１，Ｌ２を照射する。詳述すると、まず、発泡層形成工程において、ＣＰＵ４０は、メモリ４１に記憶されている発泡層形成用のレーザー照射データを読み出し、読み出した発泡層形成用のレーザー照射データに基づいて発泡層形成用の駆動信号を生成し、生成した発泡層形成用の駆動信号をレーザー照射装置２２に出力する。レーザー照射装置２２は、ＣＰＵ４０から出力された発泡層形成用の駆動信号に基づいて、被加飾領域４を構成する特定の照射範囲にレーザーＬ１を照射する。なお、レーザー照射装置２２のレーザー制御部３３は、レーザー発生部３１からレーザーＬ１を照射させ、筋彫り部５のパターンに応じてレーザー偏向部３２を制御する。この制御により、レーザーＬ１の照射位置や焦点位置を変更して被加飾領域４の表層部分を溶融（昇華または脆化）させ、上端部１１ａがワーク２のワーク表面３ａから盛り上がるように発泡層１１を形成する（図５（ａ）参照）。なお、ワーク表面３ａからの発泡層１１の突出部分の高さ（上端部１１ａの高さ）は、５μｍ以上２０μｍ以下（本実施形態では１０μｍ）となる。

そして、特定の照射範囲に対するレーザーＬ１の照射が終了すると、ＣＰＵ４０は、ワーク変位ロボット２３のロボットアーム２９を駆動させる制御を行い、ワーク支持部３０に支持されたワーク２を、被加飾領域４における特定の照射範囲とは別の照射範囲に対してレーザーＬ１を照射可能な位置に移動させる。それとともに、ワーク２の角度を調節し、別の照射範囲に対するレーザーＬ１の照射角度を調節する。その後、別の照射範囲に対してレーザーＬ１の照射が実行される。

別の照射範囲に対するレーザーＬ１の照射が終了すると、ＣＰＵ４０は、ワーク変位ロボット２３のロボットアーム２９を駆動させる制御を行い、ワーク支持部３０に支持されたワーク２を、特定の照射範囲に対してレーザーＬ２を照射可能な位置に移動させる。それとともに、ワーク２の角度を調節し、特定の照射範囲に対するレーザーＬ２の照射角度を調節する。

続く凝固層形成工程において、ＣＰＵ４０は、メモリ４１に記憶されている凝固層形成用のレーザー照射データを読み出し、読み出した凝固層形成用のレーザー照射データに基づいて凝固層形成用の駆動信号を生成し、生成した凝固層形成用の駆動信号をレーザー照射装置２２に出力する。レーザー照射装置２２は、ＣＰＵ４０から出力された凝固層形成用の駆動信号に基づいて、特定の照射範囲に位置する発泡層１１に対してレーザーＬ２を照射する。なお、レーザー制御部３３は、レーザー発生部３１からレーザーＬ２を照射させ、発泡層１１のパターンに応じてレーザー偏向部３２を制御する。この制御により、レーザーＬ２の照射位置や焦点位置を変更し、発泡層１１の表層部分（具体的には上端部１１ａ）を溶融（昇華または脆化）させて凝固させ、発泡層１１の表層部分を覆うように凝固層１２を形成する（図５（ｂ）参照）。なお、凝固層１２の上面は、冷却されて凝固する際に、ワーク表面３ａよりも下方に位置するようになる。

そして、特定の照射範囲内の発泡層１１に対するレーザーＬ２の照射が終了すると、ＣＰＵ４０は、ワーク変位ロボット２３のロボットアーム２９を駆動させる制御を行い、ワーク支持部３０に支持されたワーク２を、上記した別の照射範囲に対してレーザーＬ２を照射可能な位置に移動させる。それとともに、ワーク２の角度を調節し、別の照射範囲に対するレーザーＬ２の照射角度を調節する。その後、別の照射範囲に位置する発泡層１１に対してレーザーＬ２の照射が実行される。そして、別の照射範囲に対するレーザーＬ２の照射が終了すると、図１〜図３に示す自動車用加飾部品１が完成する。

なお、発泡層１１に照射されるレーザーＬ２の単位面積当たりのエネルギーは、被加飾領域４に照射されるレーザーＬ１の単位面積当たりのエネルギーよりも小さく設定されている。本実施形態では、レーザーＬ２の出力をレーザーＬ１の出力よりも小さくすることにより、レーザーＬ２の単位面積当たりのエネルギーをレーザーＬ１の単位面積当たりのエネルギーよりも小さくしている。その結果、レーザーＬ２の照射によって形成される凝固層１２の厚さ（５μｍ）は、レーザーＬ１の照射によって形成される発泡層１１の厚さ（２０μｍ）よりも小さくなる。なお、レーザーＬ１の出力は２０ＭＷ／ｃｍ^２以上（本実施形態では４０ＭＷ／ｃｍ^２）に設定され、レーザーＬ２の出力は８ＭＷ／ｃｍ^２以上２０ＭＷ／ｃｍ^２未満（本実施形態では１５ＭＷ／ｃｍ^２）に設定されている。また、レーザーＬ２の照射面積は、レーザーＬ１の照射面積よりも大きく設定されるため、レーザーＬ２の照射によって形成される凝固層１２の形成領域の面積は、レーザーＬ１の照射によって形成される発泡層１１の形成領域の面積よりも大きくなる。その結果、発泡層１１が凝固層１２を介して視認可能となる。

従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。

（１）本実施形態の自動車用加飾部品１の製造方法では、発泡層形成工程において発泡層１１を形成した後、凝固層形成工程において発泡層１１の表層部分を覆うように凝固層１２を形成する。その結果、強度の低い発泡層１１が強度の高い凝固層１２によって保護されるため、発泡層１１及び凝固層１２が形成される被加飾領域４の耐傷付き性を高めることができる。しかも、発泡層１１に照射されるレーザーＬ２の単位面積当たりのエネルギーを被加飾領域４に照射されるレーザーＬ１の単位面積当たりのエネルギーを小さく設定することにより、発泡層１１の表層部分を覆う凝固層１２を薄く形成できる。その結果、強いコントラストを有する発泡層１１の意匠を、凝固層１２を介して視認することができるため、被加飾領域４の耐傷付き性を高めたとしても、ワーク２の意匠性を十分に確保することができる。

（２）本実施形態では、レーザーＬ２の出力を調整することのみによって、強度の高い凝固層１２を形成しているため、凝固層１２の形成に際して材料を変更したりしなくても済む。よって、製造コストを抑えつつ、被加飾領域４の耐傷付き性を高めることができる。また、発泡層１１の表層部分を覆うように凝固層１２を形成しているため、発泡層１１と凝固層１２とによって奥行き感のある装飾を表現することができる。

（３）本実施形態の自動車用加飾部品１は、黒色の熱可塑性樹脂、即ち、熱を吸収しやすい濃い色の材料によって形成されている。従って、自動車用加飾部品１が薄い色の材料によって形成される場合に比べて、レーザーＬ１，Ｌ２の熱がワーク２全体に伝わりやすくなるため、発泡層１１及び凝固層１２を短時間で形成することができる。よって、自動車用加飾部品１の製造効率が向上する。

なお、本実施形態を以下のように変更してもよい。

・上記実施形態では、発泡層１１に照射されるレーザーＬ２の出力を被加飾領域４に照射されるレーザーＬ１の出力よりも小さくすることにより、レーザーＬ２の単位面積当たりのエネルギーをレーザーＬ１の単位面積当たりのエネルギーよりも小さくしていた。しかし、レーザーＬ１，Ｌ２の出力を一定にした状態で、レーザーＬ２の照射時間をレーザーＬ１の照射時間（例えば１．０秒）よりも短い時間（例えば０．５秒）にすることにより、レーザーＬ２の単位面積当たりのエネルギーをレーザーＬ１の単位面積当たりのエネルギーよりも小さくしてもよい。

また、レーザーＬ２のパルス幅をレーザーＬ１のパルス幅よりも長く設定することにより、レーザーＬ２の単位面積当たりのエネルギーをレーザーＬ１の単位面積当たりのエネルギーよりも小さくしてもよい。即ち、レーザーのパルス幅が短くなるほど、レーザーの単位面積当たりのエネルギーが、高密度の大きいエネルギーとなる。さらに、レーザーの照射間隔を一定にした状態で、レーザー照射装置２２の移動速度を速くすること（例えば、レーザー偏向部３２によるレンズ３５及び反射ミラー３６の位置を変更する速度を速くすること）により、レーザーＬ２の単位面積当たりのエネルギーをレーザーＬ１の単位面積当たりのエネルギーよりも小さくしてもよい。

・上記実施形態では、被加飾領域４に照射されるレーザーＬ１も発泡層１１に照射されるレーザーＬ２も同じＹＡＧレーザーであった。しかし、レーザーＬ１とレーザーＬ２とを異なる種類のレーザーにしてもよい。例えば、レーザーＬ１をＣＯ_２レーザーとし、レーザーＬ２をＹＡＧレーザーとしてもよい。

・上記実施形態では、被加飾領域４の全体に対してレーザーＬ１を照射することにより、発泡層１１を形成する発泡層形成工程を行った後、全ての発泡層１１の表層部分に対してレーザーＬ２を照射することにより、凝固層１２を形成する凝固層形成工程を行っていた。しかし、被加飾領域４において画像データの所定の描画ドット（レーザー照射部）に対応する箇所に対して、レーザーＬ１の照射とレーザーＬ２の照射とを順番に行った後、隣接する描画ドットに対応する箇所に対して、レーザーＬ１の照射とレーザーＬ２の照射とを順番に行うようにしてもよい。

・上記実施形態のレーザー照射工程では、１つのレーザー偏向部３２を用いて、被加飾領域４へのレーザーＬ１の照射と発泡層１１へのレーザーＬ２の照射との両方を行っていた。しかし、例えば２つのレーザー偏向部３２を設け、一方のレーザー偏向部３２を用いて被加飾領域４へのレーザーＬ１の照射を行うとともに、他方のレーザー偏向部３２を用いて発泡層１１へのレーザーＬ２の照射を行うようにしてもよい。このようにすれば、レーザーＬ１，Ｌ２の照射を迅速に行うことができるため、自動車用加飾部品１を短時間で製造することができる。

・上記実施形態では、熱可塑性樹脂からなるワーク２に対して直接レーザーＬ１，Ｌ２を照射していたが、ワーク２のワーク表面３ａに塗膜を形成した状態で、レーザーＬ１，Ｌ２を照射するようにしてもよい。

・上記実施形態は、自動車用加飾部品１をドアのアームレストに具体化するものであったが、これ以外に、コンソールボックス、インストルメントパネルなどの部品に具体化してもよい。

次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。

（１）手段１乃至６のいずれか１つにおいて、前記発泡層形成工程では、上端部が前記ワークの表面から盛り上がるように前記発泡層を形成し、前記凝固層形成工程では、前記発泡層において前記ワークの表面から盛り上がっている部分を溶融させて凝固させることにより、前記凝固層を形成することを特徴とする車両用加飾部品の製造方法。

（２）手段６において、前記気体レーザーはＣＯ_２レーザーであり、前記固体レーザーはＹＡＧレーザーであることを特徴とする車両用加飾部品の製造方法。

（３）ワークの表面上に設定された被加飾領域に対してレーザーを照射する複数のレーザー照射工程を経て、熱可塑性樹脂製の部品を加飾する方法であって、前記複数のレーザー照射工程は、前記被加飾領域にレーザーを照射して前記被加飾領域の表層部分を溶融させることにより、気泡を含む発泡層を形成する発泡層形成工程と、前記発泡層にレーザーを照射して、前記発泡層の表層部分を溶融させて凝固させることにより、前記発泡層の表層部分を覆うように凝固層を形成する凝固層形成工程とを含み、前記発泡層に照射されるレーザーの単位面積当たりのエネルギーが、前記被加飾領域に照射されるレーザーの単位面積当たりのエネルギーよりも小さく設定されることを特徴とする部品の加飾方法。

１…車両用加飾部品としての自動車用加飾部品
２…ワーク
３ａ…ワークの表面としてのワーク表面
４…被加飾領域
５…レーザー被加工部としての筋彫り部
１０…気泡
１１…発泡層
１２…凝固層
Ｌ１，Ｌ２…レーザー

Claims

ワークの表面上に設定された被加飾領域に対してレーザーを照射する複数のレーザー照射工程を経て、熱可塑性樹脂製の車両用加飾部品を製造する方法であって、
前記複数のレーザー照射工程は、
前記被加飾領域にレーザーを照射して前記被加飾領域の表層部分を溶融させることにより、気泡を含む発泡層を形成する発泡層形成工程と、
前記発泡層にレーザーを照射して、前記発泡層の表層部分を溶融させて凝固させることにより、前記発泡層の表層部分を覆うように凝固層を形成する凝固層形成工程と
を含み、
前記発泡層に照射されるレーザーの単位面積当たりのエネルギーが、前記被加飾領域に照射されるレーザーの単位面積当たりのエネルギーよりも小さく設定される
ことを特徴とする車両用加飾部品の製造方法。
前記発泡層に照射されるレーザーの出力を前記被加飾領域に照射されるレーザーの出力よりも小さくすることを特徴とする請求項１に記載の車両用加飾部品の製造方法。
前記ワークが黒色のＡＢＳ樹脂である場合、前記被加飾領域に照射されるレーザーの出力は２０ＭＷ／ｃｍ^２以上であり、前記発泡層に照射されるレーザーの出力は８ＭＷ／ｃｍ^２以上２０ＭＷ／ｃｍ^２未満であることを特徴とする請求項２に記載の車両用加飾部品の製造方法。
前記ワークが黒色のＰＰ樹脂である場合、前記被加飾領域に照射されるレーザーの出力は１５ＭＷ／ｃｍ^２以上であり、前記発泡層に照射されるレーザーの出力は６ＭＷ／ｃｍ^２以上１５ＭＷ／ｃｍ^２未満であることを特徴とする請求項２に記載の車両用加飾部品の製造方法。
前記ワークが黒色のＰＣ／ＡＢＳ樹脂である場合、前記被加飾領域に照射されるレーザーの出力は２１ＭＷ／ｃｍ^２以上であり、前記発泡層に照射されるレーザーの出力は１１ＭＷ／ｃｍ^２以上２１ＭＷ／ｃｍ^２未満であることを特徴とする請求項２に記載の車両用加飾部品の製造方法。
前記被加飾領域に照射されるレーザーは気体レーザーであり、前記発泡層に照射されるレーザーは前記気体レーザーよりも低出力の固体レーザーであることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の車両用加飾部品の製造方法。
前記発泡層に照射されるレーザーの照射時間を前記被加飾領域に照射されるレーザーの照射時間よりも短くすることを特徴とする請求項１に記載の車両用加飾部品の製造方法。
前記発泡層に照射されるレーザーの照射面積が、前記被加飾領域に照射されるレーザーの照射面積よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の車両用加飾部品の製造方法。
ワークの表面上に設定された被加飾領域にレーザー被加工部が形成された熱可塑性樹脂製の車両用加飾部品であって、
前記レーザー被加工部は、
前記被加飾領域に形成され、気泡を含む発泡層と、
前記発泡層上にて前記発泡層を覆うように形成され、前記発泡層よりも薄い凝固層と
からなることを特徴とする車両用加飾部品。
前記凝固層の形成領域の面積が、前記発泡層の形成領域の面積よりも大きくなっていることを特徴とする請求項９に記載の車両用加飾部品。