JP2015103390A - 車両用灯具のインナーレンズ接合方法 - Google Patents

車両用灯具のインナーレンズ接合方法 Download PDF

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和晃 鉾田
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晋太郎 平林
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忠芳 中根
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Abstract

【課題】互いに距離をおいて配置されるアウターレンズとインナーレンズをレーザ光の照射によってハウジングに溶着接合するに際し、製造工数及び製造設備の面から製造コストの低減を図ることが可能な接合方法を提供することにある。
【解決手段】インナーハウジング３０に対するインナーレンズ１０のレーザ照射による溶着接合には主上治具５５と補助上治具６０を用い、アウターハウジング４０に対するアウターレンズ２０のレーザ照射による溶着接合には主上治具５５を用いるようにした。よって、インナーハウジング３０に対するインナーレンズ１０の溶着接合とアウターハウジング４０に対するアウターレンズ２０の溶着接合において、主上治具５５は１つで共用できるため、その都度交換する必要がない。
【選択図】図６

Description

本発明は、車両用灯具を構成するインナーレンズの接合方法に関する。
従来、車両用灯具を構成するインナーレンズの接合方法としては、例えば、特許文献１に「車両用灯具」として図１１示す方法が開示されている。
それは、ランプボディ８０の開口縁の外側と内側の夫々にレンズ据付溝８１、８２が設けられ、外側のレンズ据付溝８１にはアウターレンズ８３の後端部８４が据え付けられ、内側のレンズ据付溝８２にはインナーレンズ８５の後端部８６が据え付けられている。そして、ランプボディ８０と、ランプボディ８０の開口を塞ぐアウターレンズ８３及びインナーレンズ８５によって形成された灯具空間８７内に、ランプボディ８０の後部中央部に取り付けられた光源（電球）８８を収容した構成とされている。
特開平７−２３０７０７号公報
ところで、上述のような、ランプボディ（ハウジング）８０にアウターレンズ８３とインナーレンズ８５の２つのレンズを装着する構成の車両用灯具９０において、特に、互いに距離をおいて配置されるアウターレンズ８３とインナーレンズ８５をレーザ光の照射によってハウジング８０に接合するに際しては、ハウジング８０にインナーレンズ８５をセットしてレーザ照射により接合する工程と、その後工程の、ハウジング８０にアウターレンズ８３をセットしてレーザ照射により接合する工程の２つの工程が必要となる。そのため、製造工数が多くなって生産性が低下し、製造コストを上げる要因となる。また、各工程において、夫々に必要な製造用治具を個別に揃える必要があり、製造設備の面からも製造コストを押し上げることになる。
そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、互いに距離をおいて配置されるアウターレンズとインナーレンズをレーザ光の照射によってハウジングに溶着接合するに際し、製造工数及び製造設備の面から製造コストの低減を図ることが可能な接合方法を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、開口を有するアウターハウジングと前記開口を覆うように取り付けられたアウターレンズとで形成された第１の灯室内に、開口を有するインナーハウジングと前記開口を覆うように取り付けられたインナーレンズとで形成された第２の灯室を備えた、車両用灯具のインナーレンズ接合方法であって、前記アウターハウジングを下治具にセットした状態で、前記インナーハウジングの開口を塞ぐようにインナーレンズを配置する工程と、前記インナーレンズの上部に、レーザ光に対して透過性を有する光透過樹脂からなる補助上治具及び主上治具を順次配置して前記主上治具側から照射したレーザ光が前記主上治具及び補助上治具を順次透過して前記インナーレンズと前記インナーハウジングとの加圧当接部をレーザ溶着する工程と、前記補助上治具を前記インナーレンズ上から取り去る工程と、前記アウターハウジングの開口を塞ぐように配置されたアウターレンズの上部に、前記主上治具を配置して前記主上治具側から照射したレーザ光が前記主上治具を透過して前記アウターレンズと前記アウターハウジングとの加圧当接部をレーザ溶着する工程と、を備えたことを特徴とするものである。
また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記インナーレンズと前記インナーハウジングとの加圧当接部、及び、前記アウターレンズと前記アウターハウジングとの加圧当接部は、いずれも環状に設けられていることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１又は請求項２において、前記補助上治具には、前記インナーレンズに対して面方向の位置決めを行うための位置決め手段が設けられていることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項４に記載された発明は、請求項１〜請求項３のいずれかにおいて、前記補助上治具と前記主上治具の夫々には、互いの面方向の位置決めを行うための位置決め手段が設けられていることを特徴とするものである。
本発明の、車両用灯具のインナーレンズ接合方法は、インナーハウジングに対するインナーレンズのレーザ照射による溶着接合には主上治具と補助上治具を用い、アウターハウジングに対するアウターレンズのレーザ照射による溶着接合には主上治具を用いるようにした。
その結果、インナーハウジングに対するインナーレンズの溶着接合とアウターハウジングに対するアウターレンズの溶着接合において、主上治具は１つで共用でき、その都度交換する必要がない。そのため、主上治具に係わるコストの低減、製造工数及び製造設備の面からの製造コストの低減を図ることができる。
車両用灯具の縦断面図である。 車両用灯具の組み立て方法の説明図である。 同じく、車両用灯具の組み立て方法の説明図である。 同じく、車両用灯具の組み立て方法の説明図である。 同じく、車両用灯具の組み立て方法の説明図である。 同じく、車両用灯具の組み立て方法の説明図である。 同じく、車両用灯具の組み立て方法の説明図である。 同じく、車両用灯具の組み立て方法の説明図である。 同じく、車両用灯具の組み立て方法の説明図である。 同じく、車両用灯具の組み立て方法の説明図である。 従来例の説明図である。
以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図１０を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。
図１は、本発明の、車両用灯具のインナーレンズ接合方法によって組み立てられた、車両用灯具の縦断面図である。
車両用灯具（以下、「灯具」と略称する）１は、開口部４１と底部４２を有するアウターハウジング４０と該開口部４１を覆うように取り付けられたアウターレンズ２０とによって閉空間からなる第１の灯室２が形成され、第１の灯室２内に、アウターハウジング４０の底部４２から立ち上がってアウターレンズ２０方向に延長された、開口部３１を有するインナーハウジング３０と該開口部３１を覆うように取り付けられたインナーレンズ１０とによって閉空間からなる第２の灯室３が形成されている。
第１の灯室２内及び第２の灯室３内の夫々には、アウターハウジング４０の底部４２に装着された第１の光源４及び第２の光源５が収容されており、第１の光源４から発せられてアウターレンズ２０を透過して灯具１外に出射する光と、第２の光源５から発せられてインナーレンズ１０及びアウターレンズ２０を透過して灯具１外に出射する光とは、色度、光束、配光特性等の光学特性が互いに異なる。
次に、上記構成の車両用灯具について、光源を除く灯具本体の組み立て方法を図２〜図１０を参照して下記に説明する。
まず、図２に示すように、下治具５０にアウターハウジング４０をセットする。アウターハウジング４０は、レーザ光に対して吸収性を有する光吸収樹脂からなり、上述したように開口部４１と底部４２を有し、アウターハウジング４０で囲まれた内部に該アウターハウジング４０の底部４２から立ち上がって開口方向に延長された、開口部３１を有するインナーハウジング３０を有している。
次に、図３に示すように、インナーハウジング３０の開口部３１を塞ぐようにインナーレンズ１０を配置する。インナーレンズ１０は、レーザ光に対して透過性を有する光透過樹脂からなり、環状のシールリブ１１の先端面（溶着面）１１ａがインナーハウジング３０の環状の開口端部３２の上面（溶着面）３２ａに該上面３２ａに沿って面接触した状態となっている。
次に、図４に示すように、インナーレンズ１０の上面１０ａ上に、レーザ光に対して透過性を有する光透過樹脂からなる補助上治具６０を配置する。補助上治具６０は、インナーレンズ１０の上面１０ａに面接触した状態に配置され、外周押え部６１によってインナーレンズ１０に対する位置決めが施される（図５（図４のＡ部詳細図）参照）。
次に、図６に示すように、下治具５０に対向配置されて、下治具５０方向及び下治具５０と反対方向の両方向に移動可能な主上治具５５を、下治具５０方向に移動して補助上治具６０の上面６０ａに主上治具５５の下面５５ｂを面接触させ、そのまま補助上治具６０側に押圧を加えた状態を保持する。
主上治具５５は、レーザ光に対して透過性を有する光透過樹脂からなり、下面５５ｂに設けられた位置決め凹部５５ｃに補助上治具６０の上面６０ａに設けられた位置決め凸部６０ｃが嵌合することにより、補助上治具６０に対する位置決めが施される（図７（図６のＢ部詳細図）参照）。つまり、下治具５０及び主上治具５５に対して、インナーハウジング３０、インナーレンズ１０及び補助上治具６０の夫々が互いに所定の位置に位置決めされた状態で加圧保持されている。
そこで、インナーレンズ１０のシールリブ１１とインナーハウジング３０の開口端部３２の互いの溶着面１１ａ、３２ａ同士を相対的な加圧状態に保持し、主上治具５５側から主上治具５５のインナーレンズ１０のシールリブ１１の上方近部に向かって環状にレーザ光Ｌを照射する。このレーザ照射は環状のシールリブ１１に沿って複数回繰り返して走査される。
主上治具５５の、インナーレンズ１０のシールリブ１１の上方近部に向けて照射されたレーザ光Ｌは、レーザ光Ｌを透過する光透過樹脂からなる主上治具５５、補助上治具６０及びインナーレンズ１０のシールリブ１１を透過して該シールリブ１１の先端面１１ａから出射し、その出射光が該先端面１１ａに対面接触した、光吸収樹脂からなるインナーハウジング３０の開口端部３２の上面３２ａに到達して照射する。
すると、インナーハウジング３０の開口端部３２の上面３２ａの、インナーレンズ１０のシールリブ１１の先端面１１ａが接触する領域近傍のレーザ光Ｌが照射された部分は、該レーザ光Ｌのエネルギーを吸収して発熱し溶融する。この溶融部は、熱膨張により体積が増加し、その体積増加分が対面接触したインナーレンズ１０のシールリブ１１の先端面１１ａ側に膨出する。
このとき、インナーレンズ１０のシールリブ１１の先端面１１ａとインナーハウジング３０の開口端部３２の上面３２ａとは互いに加圧保持状態にある。そのため、インナーレンズ１０のシールリブ１１の先端面１１ａ側に膨出した溶融部は、該溶融部の熱膨張力がそのままインナーレンズ１０のシールリブ１１の先端面１１ａに伝わり、その熱膨張力を受けたシールリブ１１の先端面１１ａの近傍に溶融部の熱が伝達されてその部分が加熱溶融し、溶融部が形成される。その結果、インナーハウジング３０の開口端部３２の溶融部とインナーレンズ１０のシールリブ１１の溶融部とが融合して溶着接合が行われる。
なお、インナーレンズ１０と補助上治具６０との間に設けられる位置決め手段、及び補助上治具６０と主上治具５５との間に設けられる位置決め手段は、いずれも加圧保持状態における互いの位置ずれ防止の機能も有する。
次に、図８に示すように、主上治具５５を下治具５０と反対方向に移動してインナーレンズ１０から補助上治具６０取り去り、主上治具５５にアウターレンズ２０を取り付ける。
次に、図９に示すように、アウターレンズ２０を取り付けた主上治具５５を下治具５０方向に移動して、アウターレンズ２０がアウターハウジング４０の開口部４１を塞ぐように位置させ、そのままアウターレンズ２０側に押圧を加えた状態を保持する。
アウターレンズ２０とアウターハウジング４０との位置決めは、アウターハウジング４０が固定された下治具５０とアウターレンズ２０が取り付けられた主上治具５５との相互位置関係によって施され、アウターレンズ２０の環状のシールリブ２１の先端面（溶着面）２１ａがアウターハウジング４０の環状の開口端部４３の上面（溶着面）４３ａに該上面４３ａに沿って面接触した状態となっている。
そこで、アウターレンズ２０のシールリブ２１とアウターハウジング４０の開口端部４３の互いの溶着面２１ａ、４３ａ同士を相対的な加圧状態に保持し、主上治具５５側から主上治具５５のアウターレンズ２０のシールリブ２１の上方近部に向かって環状にレーザ光Ｌを照射する。このレーザ照射は環状のシールリブ２１に沿って複数回繰り返して走査される。
主上治具５５の、アウターレンズ２０のシールリブ２１の上方近部に向けて照射されたレーザ光Ｌは、レーザ光Ｌを透過する光透過樹脂からなる主上治具５５及びアウターレンズ２０のシールリブ２１を透過して該シールリブ２１の先端面２１ａから出射し、その出射光が該先端面２１ａに対面接触した、光吸収樹脂からなるアウターハウジング４０の開口端部４３の上面４３ａに到達して照射する。
すると、アウターハウジング４０の開口端部４３の上面４３ａの、アウターレンズ２０のシールリブ２１の先端面２１ａが接触する領域近傍のレーザ光Ｌが照射された部分は、該レーザ光Ｌのエネルギーを吸収して発熱し溶融する。この溶融部は、熱膨張により体積が増加し、その体積増加分が対面接触したアウターレンズ２０のシールリブ２１の先端面２１ａ側に膨出する。
このとき、アウターレンズ２０のシールリブ２１の先端面２１ａとアウターハウジング４０の開口端部４３の上面４３ａとは互いに加圧保持状態にある。そのため、アウターレンズ２０のシールリブ２１の先端面２１ａ側に膨出した溶融部は、該溶融部の熱膨張力がそのままアウターレンズ２０のシールリブ２１の先端面２１ａに伝わり、その熱膨張力を受けたシールリブ２１の先端面２１ａの近傍に溶融部の熱が伝達されてその部分が加熱溶融し、溶融部が形成される。その結果、アウターハウジング４０の開口端部４３の溶融部とアウターレンズ２０のシールリブ２１の溶融部とが融合して溶着接合が行われる。
その結果、図１０に示すような、アウターハウジング４０とアウターレンズ２０とによって形成された閉空間からなる第１の灯室２内に、インナーハウジング３０とインナーレンズ１０とによって形成された閉空間からなる第２の灯室３を有する灯具本体６５が組み上がる。
以上説明したように、本発明の、車両用灯具のインナーレンズ接合方法は、互いに距離をおいて配置されるアウターレンズ２０とインナーレンズ１０の夫々を、レーザ光の照射によってインナーハウジング３０とアウターハウジング４０に溶着接合するに際し、インナーレンズ１０に対しては補助上治具６０を介して主上治具５５で押圧された加圧状態下でのレーザ光の照射による溶着接合が行われ、アウターレンズ２０に対しては直接主上治具５５で押圧された加圧状態下でのレーザ光の照射による溶着接合が行われる。
その結果、インナーハウジング３０に対するインナーレンズ１０の溶着接合とアウターハウジング４０に対するアウターレンズ２０の溶着接合において、主上治具５５は１つで共用でき、その都度交換する必要がない。よって、主上治具５５に係わるコストの低減、製造工数及び製造設備の面からの製造コストの低減を図ることができる。
なお、上述の灯具本体の組み立て方法においては、主上治具５５を可動治具、下治具５０を固定治具として、主上治具５５を下治具５０方向及び下治具５０と反対方向の両方向に移動可能に配置したが、下治具５０を可動治具、主上治具５５を固定治具として、下治具５０を主上治具５５方向及び主上治具５５と反対方向の両方向に移動可能に配置してもよい。いずれにしても、レーザ光の照射時に、インナーレンズ１０のシールリブ１１とインナーハウジング３０の開口端部３２の互いの溶着面１１ａ、３２ａ同士が相対的な加圧状態に保持され、アウターレンズ２０のシールリブ２１とアウターハウジング４０の開口端部４３の互いの溶着面２１ａ、４３ａ同士が相対的な加圧状態に保持されていればよい。
１… 車両用灯具
２… 第１の灯室
３… 第２の灯室
４… 第１の光源
５… 第２の光源
１０… インナーレンズ
１０ａ… 上面
１１… シールリブ
１１ａ… 先端面（溶着面）
２０… アウターレンズ
２１… シールリブ
２１ａ… 先端面（溶着面）
３０… インナーハウジング
３１… 開口部
３２… 開口端部
３２ａ… 上面（溶着面）
４０… アウターハウジング
４１… 開口部
４２… 底部
４３… 開口端部
４３ａ… 上面（溶着面）
５０… 下治具
５５… 主上治具
５５ｂ… 下面
５５ｃ… 位置決め凹部
６０… 補助上治具
６０ａ… 上面
６０ｃ… 位置決め凸部
６１… 外周押え部
６５… 灯具本体

Claims (4)

  1. 開口を有するアウターハウジングと前記開口を覆うように取り付けられたアウターレンズとで形成された第１の灯室内に、開口を有するインナーハウジングと前記開口を覆うように取り付けられたインナーレンズとで形成された第２の灯室を備えた、車両用灯具のインナーレンズ接合方法であって、
    前記アウターハウジングを下治具にセットした状態で、前記インナーハウジングの開口を塞ぐようにインナーレンズを配置する工程と、
    前記インナーレンズの上部に、レーザ光に対して透過性を有する光透過樹脂からなる補助上治具及び主上治具を順次配置して前記主上治具側から照射したレーザ光が前記主上治具及び補助上治具を順次透過して前記インナーレンズと前記インナーハウジングとの加圧当接部をレーザ溶着する工程と、
    前記補助上治具を前記インナーレンズ上から取り去る工程と、
    前記アウターハウジングの開口を塞ぐように配置されたアウターレンズの上部に、前記主上治具を配置して前記主上治具側から照射したレーザ光が前記主上治具を透過して前記アウターレンズと前記アウターハウジングとの加圧当接部をレーザ溶着する工程と、
    を備えたことを特徴とする、車両用灯具のインナーレンズ接合方法。
  2. 前記インナーレンズと前記インナーハウジングとの加圧当接部、及び、前記アウターレンズと前記アウターハウジングとの加圧当接部は、いずれも環状に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の車両用灯具のインナーレンズ接合方法。
  3. 前記補助上治具には、前記インナーレンズに対して面方向の位置決めを行うための位置決め手段が設けられていることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の車両用灯具のインナーレンズ接合方法。
  4. 前記補助上治具と前記主上治具の夫々には、互いの面方向の位置決めを行うための位置決め手段が設けられていることを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の車両用灯具のインナーレンズ接合方法。
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