JP2016021383A - 自動車灯のレーザ溶接方法および関連する自動車灯 - Google Patents

Abstract

【課題】高度に複雑でエクステンションの著しい変動性を有する任意のジオメトリのレンズ本体に対して高品質の溶接を実現する自動車灯のレーザ溶接方法を提供する。【解決手段】光線の吸収要素として機能する容器本体８と、光線の透過要素として機能するレンズ本体２４と、容器本体８とレンズ本体２４の周囲プロファイル２０、２８を相互に関連付け、特徴的な発光スペクトルを有する光線または放射を放出するレーザ放出デバイスと、レンズ本体２４を通してレーザ光線を溶接界面に向ける複数のファイバ４４と、所定の光軸に沿ってレーザ光線の複数部分を平行化するためにレーザ光線の複数部分の広がりを変化させる光学デバイス５２を備える。ファイバ４４の光軸面は、溶接界面のクリティカル部分に対して接線方向となる面との間に０〜４５度の配向角度を特定する。【選択図】図６

Description

本発明は、自動車灯のレーザ溶接方法と、前記方法を利用して実現される関連する自動車灯とに関する。

自動車灯という用語は、後部自動車灯、またはヘッドライトとしても知られる前部自動車灯を特に区別することなく意味するものと理解される。

知られているように、自動車灯は、例えばサイドライト、インジケータライト、ブレーキライト、後部フォグライト、後退ライト、ディップビームヘッドライト、および走行ビームヘッドライト等の、車両の外部方向への照明および／または合図機能を有する少なくとも１つの外部自動車灯を備える車両の照明および／または合図デバイスである。

自動車灯は、そのもっとも単純な形態においては、容器本体と、レンズ本体と、少なくとも１つの光源とを備える。

光源は、ハウジングチャンバを形成するために容器本体の口部を閉じるように配置される。光源は、ハウジングチャンバ内に配置され、この光源は、給電された場合にレンズ本体に向かって光を放出し得る。

自動車灯の製造方法は、様々な構成要素が組み立てられた後に、容器本体にレンズ本体を装着および気密封止することが可能でなければならない。

かかる封止および装着は、通常は溶接によって、相互に接触状態に置かれたレンズ本体の周囲プロファイルと容器本体の周囲プロファイルとの間の溶接ビードを形成するように実施される。

当然ながら、この溶接は、例えばハウジングチャンバ内部に配置されたより複雑な自動車灯の他の構成要素にも関係し得る。

特に自動車灯のポリマー本体同士のレーザ溶接工程は、レーザ放射を透過させ得る透過性ポリマー本体と、レーザ放射を吸収し得る吸収性ポリマー本体とを組み合わせる。この場合には、レーザ放射は、吸収性ポリマー本体に衝突すると熱へと変換され、この熱による加熱が、両ポリマー本体の軟化および局所的溶融を生じさせてしたがって両ポリマー本体が相互にしっかりと接合されるまで、透過性ポリマー本体へと熱を局所的に伝達する。

自動車灯の吸収性ポリマー本体は、例えば容器本体により構成されてもよい一方で、自動車灯の透過性ポリマー本体は、例えばレンズ本体により構成されてもよく、容器本体をこのレンズ本体で閉じることにより、自動車ヘッドライトの光源を収容するハウジングチャンバが形成される。

前記ハウジングチャンバは、その外周部にて容器本体の周囲プロファイルとレンズ本体の周囲プロファイルとにより画定され、相互に接触状態に配置されたこれらの周囲プロファイルは、レンズ本体の材料と容器本体の材料との相互溶け込みが生ずる溶接ビードの形成によって封止される。

当然ながら、吸収性ポリマー本体および透過性ポリマー本体は、自動車ヘッドライトの他のポリマー構成要素からも一般的に構成され得る。

使用されることとなるレーザ装置に関しては、これは、一般的には以下のものを備える。

少なくとも１つのレーザ源。これは、例えば半導体レーザ源などが可能である。

レンズ本体の近傍でレーザ源により生成されるレーザ光を伝送する役割を果たす「束」状に共にまとめられた光ファイバシステム。

レンズ本体の近傍で光ファイバを定位置に保持する役割を有する光ファイバ支持体。例えば、この支持体は、光ファイバが収容されるハウジング穴を有する金属本体であってもよい。光ファイバは、光ファイバの金属支持体に螺着されるねじの頭部がポリマーワッシャを押圧し、それによりポリマーワッシャが径方向に拡張するシステムによって装着され得る。したがって、光ファイバは、ポリマーワッシャによってハウジング穴壁部上にブロックされる。

コリメータの機能を有する光学系。このコリメータは、ファイバから出るレーザ光線の広がりを修正し、前記光線を溶接ビードに向かって送る目的を有する。

典型的には、コリメータとしては、ネガティブ光導波路が、すなわちファイバの光軸に対して傾斜した反射壁部から形成された光導波路が使用される。

先行技術のもっとも単純な形態では（図１）、光導波路は、反射壁部がその光軸に対して傾斜したジオメトリを有し、光ファイバは、光導波路の上方開口の近傍におよび光軸に沿って位置決めされる。やはり、もっとも単純な例では、このシステムは、光導波路の横断面で対称となり、すなわち光導波路の反射壁部の傾斜は、光軸に対して同一となる。長手方向においては、光導波路は、溶接ビードを画定する軌道に沿って延在する。

溶接ビードの軌道に沿った光ファイバの分配に関するパラメータは、ファイバ同士の間の距離またはピッチ「ｄ」であり、その最小値は、光ファイバと装着システムとの寸法によって決定され、その最大値は、ビードに付与される最小エネルギー値により条件付けられる。

この構成は、一般的にシステムすなわち溶接されることとなる灯が単純なジオメトリを有する場合に使用される。

例えばレンズ本体の厚さが大きく、その結果として材料による吸収が増加する場合など、溶接ビードに付与される放射エネルギーを上昇させることが必要となる場合には、２列の光ファイバが、同一の光導波路に使用され得る（図２〜図３）。光ファイバは、同一の横断面（図２）上または異なる横断面（図３）上に配置され得る。

第１の例では、同一の横断面に属する光ファイバは、溶接ビードの同一領域上に向けられる。

第２の例では、異なる面上に位置する光ファイバは、より均一な照射を行う目的により、溶接ビードのそれぞれ異なる領域に向けられる。

しかし、レンズ本体は、様式的な理由および空気力学的な理由から複雑なジオメトリを有し得る。かかる理由により、溶接ビードは、レンズ本体に形状適合せず、すなわちレンズ本体の形状がそのまま移行したものとはならない場合がある。しかし、溶接ビードに沿った連続的かつ均質な照射は、レンズ本体が不均一な表面を有する場合でも確保されなければならない。

先行技術の解決策、すなわちファイバが溶接ビードに対して横断する面上の光軸に対して傾斜する構成では、不均一な照射が、陰影ゾーンの存在により発生する。図４では、レンズ本体の複雑なジオメトリを有する領域または不整領域での溶接ビードの照射において陰影ゾーンが存在することが強調されている。また、同じく図４は、本発明により、前記陰影ゾーンを埋めることによって以下でさらによく説明されるように均一かつ均整のとれた溶接を実現することがどのように可能となるかを示す。

したがって、レンズ本体が通常は複雑なジオメトリ（凹形／複雑性、溝、リブ、および隆起の変動等）を有する自動車灯の溶接の場合には、レーザ溶接の先行技術の解決策は、生成される溶接ビードの品質に関して満足のゆくものとはならない。

上記の考慮条件の観点から、レーザ溶接技術は、特に自動車灯が複雑なジオメトリを有する場合には、自動車灯に対して今日まで殆ど利用されていない。したがって、かかるレーザ溶接技術は、摩擦溶接、超音波溶接、および熱板溶接等の代替的な溶接技術により置き換えられている。

本発明の目的は、高度に複雑でかつエクステンションの著しい変動性を有する場合でも任意のジオメトリのレンズ本体に対して高品質の溶接をレーザ溶接工程によって実現することが確実に可能となる、自動車灯のレーザ溶接方法と、前記方法を利用して実現される自動車灯とを獲得することである。

したがって、本発明の目的は、これまでレーザ溶接技術の効率性の低さの原因となっていた自動車灯に固有の性質に関連する技術的欠点を克服するレーザ溶接技術によって、自動車灯の溶接を実施することである。

かかる目的は、請求項１に記載の自動車灯の製造方法と、および請求項２３に記載の自動車灯とによって達成される。

本発明の他の実施形態は、従属請求項で説明される。

本発明のさらなる特徴および利点は、好ましいかつ非限定的な実施形態の以下に示す説明からさらに明確に理解されよう。

先行技術による自動車灯のレーザ溶接解決法の種々の角度からの図。 先行技術による自動車灯のレーザ溶接解決法の種々の角度からの図。 先行技術による自動車灯のレーザ溶接解決法の種々の角度からの図。 先行溶接技術により実現され得るレーザ光線の分布と、本発明により実現され得る同じレーザ光線の分布との比較を示す図。 本発明による組立構成にある溶接装置の斜視図。 図３の装置の各パーツの斜視図。 より良好に示すために一部の要素が省略されている、本発明による溶接ステップ時の組立構成にある自動車灯の斜視図。 より良好に示すために一部の要素が省略されている、本発明による溶接ステップ時の組立構成にある自動車灯の斜視図。 より良好に示すために一部の要素が省略されている、本発明による溶接ステップ時の組立構成にある自動車灯の斜視図。 より良好に示すために一部の要素が省略されている、本発明による溶接ステップ時の組立構成にある自動車灯の斜視図。 本発明による溶接方法により溶接された自動車灯の細部拡大の一例の概略図。 本発明による溶接方法により溶接された自動車灯の細部拡大の一例の概略図。 本発明の可能な実施形態によるネガティブ光導波路を通過するレーザ光線のローブへの小分割を示す概略図。 本発明による不連続部コンセプトの定義に適したジオメトリ構造を示す図。 本発明による不連続部コンセプトの定義に適したジオメトリ構造を示す図。 本発明による不連続部コンセプトの定義に適したジオメトリ構造を示す図。 本発明による不連続部コンセプトの定義に適したジオメトリ構造を示す図。

以下に説明する実施形態に共通する要素または要素パーツは、同一の参照数字を使用して示される。

前述の図面を参照すると、参照数字４は自動車灯を全体的に表し、以下の説明はこの自動車灯を参照するが、それによりその一般的適用性が失われるわけではない。

上述のように、自動車灯という用語は、後部自動車灯またはヘッドライトとしても知られる前部自動車灯を特に区別することなく意味するものと理解される。

知られているように、自動車灯は、例えば前部サイドライト、後部サイドライト、または側部サイドライトであり得るサイドライト、インジケータライト、ブレーキライト、後部フォグライト、ディップビームヘッドライト、および走行ビームヘッドライト等の、照明および／または合図機能を有する車両の少なくとも１つの外方ライトを備える。

自動車灯４は、通常はポリマー材料からなる容器本体８を備え、これは、典型的には関連車両への自動車灯４の装着を可能にする。

本発明においては、容器本体８は、任意の形状およびサイズであってもよく、さらには例えば、例えば車体または関連し得る車両の他の取付具などに直接的には付随しないなど、自動車灯内部の要素であってもよい。

一実施形態によれば、容器本体８は、容器ハウジング１２を画定する。

一実施形態によれば、少なくとも１つの光源１６を収容する容器ハウジング１２は、容器ハウジング１２に電気を供給するために電気接続手段に電気的に接続され、自動車灯４の外部に伝搬するように光線を放出するように構成される。

本発明においては、使用される光源１６の種類は関係ない。好ましくは、光源１６は、発光ダイオード（ＬＥＤ）の光源である。

容器本体８は、第１の周囲プロファイル２０により画定される。

さらに第２の周囲プロファイル２８により内的に画定されたレンズ本体２４が、容器本体８に接合される。

また、レンズ本体２４は、前記第２の周囲プロファイル２８に対応する外方エッジ３２により外的に画定される。

本発明においては、レンズ本体２４は、雰囲気に直接的にさらされる自動車灯の少なくとも１つの外方壁部を画定するために自動車灯４の外部に位置してもよく、または本発明においては、レンズ本体は、自動車灯４の内部に位置しても、すなわち外部雰囲気に直接的にはさらされず、１つまたは複数のスクリーンもしくはカバーパネルにより直接的にもしくは間接的に覆われてもよい。

可能な実施形態によれば、レンズ本体２４は、容器シート１２を閉じるのに適したものである。一実施形態によれば、レンズ本体２４は、光源１６により生成された光線を自動車灯４の外部に透過させるのに適したものである。

かかる目的のために、レンズ本体２４は、少なくとも部分的に透明の、または半透明の、または半透過性の材料から作製され、またいずれにせよ光源１６により生成された光線の少なくとも部分的な横断を可能にするように１つまたは複数の不透明部分を備えてもよい。

第２の周囲プロファイル２８は、自動車灯４の組立構成にて形状結合により第１の周囲プロファイル２０に結合されるように、第１の周囲プロファイル２０に対する対応形状を有する。

自動車灯４のアセンブリは、第１の周囲プロファイル２０と第２の周囲プロファイル２８とをそれぞれ相互に対して少なくとも部分的に接合するステップを備える。例えば、第１の周囲プロファイル２０と第２の周囲プロファイル２８とをそれぞれ接合するために、容器本体８の容器ハウジング１２を閉じるようにレンズ本体２４を配置するステップが規定される。

容器本体８の第１の周囲プロファイル２０とレンズ本体２４の第２の周囲プロファイル２８とのそれぞれを接合した後に、前記周囲プロファイル２０、２８間の接触表面は、曲線状横座標Ｓにより画定された曲線に沿って延在する溶接界面３６を画定する。

本発明による自動車灯の製造方法は、レーザ溶接によって前記周囲プロファイル２０、２８に対応したレンズ本体と容器本体とを相互に接合するという規定を設ける。

本発明においては、レーザ溶接工程は、例えば同時レーザ溶接、実質的同時レーザ溶接、ボーダレーザ溶接、マスクレーザ溶接、ラジアルレーザ溶接、グローブレーザ溶接等の種々の技術により実現され得る。

しかし、以下の説明では、同時レーザ溶接を特に参照とするが、それによりその一般的適用性が失われるわけではない。

特に、特徴的な発光スペクトルを有するレーザ光線または光線または電磁放射を放出する少なくとも１つのレーザエミッタデバイスまたはレーザ源（図示せず）が規定される。特徴的な発光スペクトルは、ある一定の周波数にて実質的に放出されるかまたはある一定の波長を有する電磁放射を意味するものと理解される。可能な実施形態によれば、レーザ源は、レーザ光線がＣＯ₂を備える混合ガスにより生成されるＣＯ₂レーザか、レーザ光線が固相結晶により生成されるＹＡＧレーザか、またはレーザダイオード（ＬＥＤ）を備える。

レーザエミッタデバイスは、例えば、既知の様式で、例えば支持体または母材に挿入された複数の光ファイバ４４などに関連付けられる。

次いで、前記ファイバ４４は、さらなる群または束へと分割または分離され得る。

ファイバ４４は、レーザエミッタデバイスにより放出されるレーザ光線のいくつかの部分を受け、レンズ本体２４を通してそれらを溶接界面３６に向けて送る。換言すれば、各ファイバ４４は、レーザ光線の一部分を受け、それを溶接界面３６に向けて送る。

例えば、ファイバ４４は、マスク４６に機械的に固定されてもよい。

好ましくは、溶接は、各装着ブロック４８内に容器本体８をブロックした後に実施される。

レーザ溶接ステップ時に、容器本体８は、レーザエミッタデバイスにより放出された光線に対する吸収部材として機能し、レンズ本体２４は、前記光線の透過部材として機能する。

一実施形態によれば、光学デバイス５２が、ファイバ４４からの出力にて光線の広がりを変化させるために設けられる。光線の広がりの変化は、必ずしも対称であるとは限らない。例えば、前記光学デバイス５２は、一方向においてビームの広がりを減少させ、別の方向においてはビームの広がりを増加させ得る。一実施形態によれば、ファイバ４４からの出力におけるレーザ光線は、少なくとも所与の光軸Ｘ−Ｘに沿って全体的に平行化される。

可能な実施形態によれば、本発明による溶接方法は、レンズ本体の外方エッジ３２上に少なくとも１つの不連続部５４を特定するステップを備える。以下でさらによく説明されるように、前記不連続部は、外方エッジ３２と溶接界面３６との間の距離５５の変化を構成する。

前記不連続部５４は、例えば凹状部分、すなわちレンズ本体２４の外方エッジ３２と第２の周囲プロファイル２８との間の距離の減少部と、凸状部分、すなわちレンズ本体２４の外方エッジ３２と第２の周囲プロファイル２８との間の距離の増加部との両方を備え得る。

例えば、距離の前記変動は、実質的に「Ｕ字」または「Ｖ字」の形状を有し得る。さらなる可能な実施形態によれば、前記不連続部は、例えば「Ｌ字」または「Ｓ字」形状を有し得る。

以下、レンズ本体２４の外方エッジ３２上の不連続部５４のコンセプトの詳細な説明を行う。

特に、図１３は、ファイバが相互に平行であり、不連続部がレンズ本体２４の表面または外方エッジ３２に存在しない溶接システム４４を示す。

ファイバは、界面での屈折により、角度θ_１だけレンズ本体の表面に対して垂直な線に対して傾斜する。これは、以下のとおりである。

ここで、ｎ_１およびｎ_２は、空気およびレンズ本体２４の材料の屈折率である。

座標ｘ_１は、レンズ本体２４の高さｈに応じて溶接ビード上に特定される。

放射により照射される領域は、レーザ光線の広がりおよびその形状により決定されるｘ_１の近傍に位置指定される（図１４）。

効果的な溶接を行うために、界面または溶接ビード３６には暗色の、陰影の、または不均一な照射の領域が存在してはならない。一般的には、表面に対して垂直な線に対するファイバの傾斜角とレンズ本体２４の高さとを確立している、均質性を左右するパラメータは、ファイバ４４と、例えばガウス光線などのレーザ光線の形状との間の距離「ｄ」である。照射は、溶接界面３６に沿って、最大ピーク照射の少なくとも２５％でなければならないことが実験により判明している（図１５）。

図１５は、０％からピーク値に対応する１００％の範囲に及ぶｙ軸上の照射値を示す。また、２５％の閾値が強調される。前記値は、高品質溶接の実現のための閾値に相当することが判明している。

外方エッジ３２が非一定または不規則なプロファイルを有する場合には、不連続部５４の存在が見られ得る。

特に、ファイバ４４が相互に平行であり、不連続部５４がレンズ本体中に存在する溶接システムを参照する。不連続部５４は、表面に対して垂直な直線の角度ω_１に等しい傾斜をもたらす（図１６）。

この例では、

となる。

不連続部により、表面に対して垂直な線は、角度ηだけ相互に対して傾斜する。

すなわち

したがって、以下の点が、高さｈに応じて溶接ビード上に規定される。

照射される領域は、光線の広がりおよびその形状（例えばガウス形）によって決定されるｘ_１およびｘ_２の近傍に位置指定される。

レンズ本体２４の不連続部５４は、レンズ本体２４の外方エッジ３２の表面に対して垂直な線の角度変動として規定され得るものであり、これは、隣接し合う被照射ゾーンｘ_１とｘ_２との間に距離を生じさせ、それにより、それらの間における溶接界面３６への照射は、ピーク値の２５％未満となる。

この方法は、溶接界面３６のクリティカル部分６４に少なくとも第１のレーザ光線６０を送るステップを備える。第１のレーザ光線６０は、溶接界面３６の前記クリティカル部分６４に入射する光軸面Ｐ上に位置する各光軸Ｘ−Ｘを有する。

一実施形態によれば、溶接界面３６のクリティカル部分６４は、前記不連続部５４に一致する。

好ましくは、光軸面Ｐは、このクリティカル部分６４に対して接線方向となる面Ｔとの間に０〜４５度の間で配向角度αを特定する（図１１ａ）。

さらなる実施形態によれば、光軸面Ｐは、クリティカル部分６４に対して接線方向となる面Ｔとの間に０〜３０度の間で配向角度αを特定する。

さらなる実施形態によれば、光軸面Ｐは、クリティカル部分６４に対して接線方向の面Ｔとの間に０〜１０度の間で配向角度αを特定する。

可能な一実施形態によれば、光軸面Ｐは、クリティカル部分６４に対して接線方向の面Ｔに対して実質的に平行である。

クリティカル部分６４は、上記で規定した対応する曲線状横座標ｓに対して接線方向の部分に対して実質的に一致する点に留意されたい。

換言すれば、溶接界面３６の曲線部分が、接平面Ｔの方向を特定する対応する接線部分に一致する。

クリティカル部分６４は、前記溶接界面に対して垂直な方向において不連続部５４に対応する、すなわち位置合わせされる溶接界面３６の部分を意味するものとして理解される。

レンズ本体２４のジオメトリにより、すなわち前記不連続部５４の存在により、ファイバ４４により放出されたレーザ光線の到達が困難となる場合には、溶接界面３６の前記部分は、クリティカル部分６４として規定される。換言すれば、不連続部のジオメトリは、先行技術の解決策では「クリティカル」と規定される前記理由により溶接界面３６の対応する（すなわち下層）部分に最適に到達できないレーザ光線を反らす傾向を有する。再び換言すれば、先行技術の方法を適用する前記不連続部のジオメトリは、照射が不十分であり、ファイバ４４からのレーザ光線により照射することが困難なある種の陰影領域を生じさせる。

本発明によれば、有利には、クリティカル部分６４に対して接線方向となる面Ｔとの間で、光軸面Ｐの配向が０〜４５度の間の配向角αとなることにより、クリティカル部分６４の最適な照射が可能となる。

また、クリティカル部分６４の照射度を上昇させるために、溶接界面３６のクリティカル部分６４に一対のレーザ光線６８を送るステップを規定することも可能である。一実施形態によれば、溶接界面３６の前記クリティカル部分６４は、不連続部５４に対応する。

特に、前記レーザ光線６８は、前記クリティカル部分６４に対して平行な同一の光軸面Ｐ上に位置する各光軸Ｘ−Ｘを有し、前記光軸Ｘ−Ｘは、溶接界面３６のクリティカル部分６４の中間点Ｍの両側に対称的に配置される。

一実施形態によれば、この方法は、溶接界面３６のクリティカル部分６４に、各ファイバ４４によりそれぞれ分配される複数の「ｎ」個のレーザ光線を送るステップを備える。前記レーザ光線は、溶接界面３６の前記クリティカル部分６４に対して平行な同一の光軸面上に位置する各光軸Ｘを有する。

対のレーザ光線６８は、レンズ本体２４の外方エッジ３２へのレーザ光線の入射で発生するレーザ光線６８の屈折を補償するために、各光軸面Ｐに対して傾斜する光軸Ｘ−Ｘを備える。

不連続部５４すなわちレンズ本体２４の外方エッジ３２と第２の周囲プロファイル２８との間の距離の変化を有さないレンズ本体２４の部分が存在する場合には、溶接界面３６の対応する非クリティカル部分７２に少なくとも１つのレーザ光線を送るステップが規定される。

特に、前記レーザ光線６０は、溶接界面３６の前記非クリティカル部分７２に入射する、第２の光軸面Ｚ上に位置する各光軸Ｙ−Ｙを有する。この第２の光軸面Ｚは、非クリティカル部分７２に対して接線方向となる面Ｒとの間に４６〜９０度の間の配向角度βを特定する。

可能な一実施形態によれば、レーザ光線は、溶接界面３６の前記非クリティカル部分７２に対して実質的に垂直な第２の光軸面Ｚ上に位置する各光軸Ｘ−Ｘを有する。

また、溶接界面３６の非クリティカル部分７２に一対のレーザ光線６８を送ることを規定することも可能である。前記レーザ光線６８は、溶接界面３６の前記非クリティカル部分７２に入射する同一の第２の光軸面Ｚ上に位置する各光軸Ｘ−Ｘを有し、前記光軸Ｘ−Ｘは、溶接界面３６の非クリティカル部分７２の両側で対称に配置される。

一実施形態によれば、溶接界面３６の非クリティカル部分７２に、各ファイバ４４によりそれぞれ分配される複数の「ｎ」個のレーザ光線を送るステップが規定される。前記レーザ光線は、前記非クリティカル部分７２に対して平行な前記光軸面上に位置する各光軸Ｘを有する。

上述のように、この溶接方法は、ファイバ４４からの出力におけるレーザ光線６０、６８の広がりを変化させるために光学デバイス５２を使用することを規定する。

一実施形態によれば、前記光学デバイス５２は、入力８０と出力８４とを備えるネガティブ光導波路７６を備える。入力８０は、前記ファイバ４４に対面しており、出力８４は、前記レンズ本体２４に対面している。例えば、ネガティブ光導波路７６は、レンズ本体２４に向かって収束するように、レーザ光線６０、６８の前記光軸Ｘ−Ｘが位置する中間面９２に対して鏡面的に傾斜した一対の反射壁部８８を備える。

換言すれば、これらの傾斜壁部は、ファイバ４４からレンズ本体２４に向かって、および入力８０から出力８４に向かって進むにつれてテーパ状を成す全体的にウェッジ形状のジオメトリを画定するように収束的である。

一実施形態によれば、ネガティブ光導波路の出力８４は、レンズ本体２４の外方エッジ３２との間で形状結合を形成するために、レンズ本体２４の外方エッジ３２に対する対応形状を有する。このようにすることで、第１の周囲プロファイル２０と第２の周囲プロファイル２８との溶接および／または部分的相互溶け込みを容易にするために、容器本体８に対するレンズ本体２４の押さえデバイスとしてネガティブ光導波路を使用することが可能である。

理解されるように、ネガティブ光導波路は、複数の部分またはローブＬ_ｎを備える空間部分布に従って前記出力８４からレーザ放射を分配するような傾向を有する。少なくとも１つのローブＬ_０は、前記光軸Ｘ−Ｘに沿って延在する。換言すれば、本発明によれば、ファイバ４４は、溶接界面３６に前記ローブＬ_０を向けるために、前記光軸Ｘ−Ｘに沿って延在する少なくとも１つのローブＬ_０を有するように傾斜する。

さらなる一実施形態によれば、ネガティブ光導波路７６の出力８４から分配される光線は、レンズ本体２４に向けられた複数のローブＬ_ｉを備える。前記ローブＬ_ｎは、「ｎ」個のレベルを有し、ここで「ｎ」は、溶接界面３６への衝突前にレンズ本体２４を通過するローブが被る反射回数である。レンズ本体を横断し、レンズ本体２４内部で異なる回数の反射回数を被る異なる角度のローブが、溶接界面に衝突する。

好ましくは、レンズ本体２４内部で反射を被ることなくレンズ本体２４を横断して溶接界面３６に衝突する、「０」度を有する少なくとも１つのローブＬ_０が生成される。

さらなる一実施形態によれば、光学デバイス５２は、レーザ光線の少なくとも一部分について全内部反射条件を満たすのに適した固相本体、すなわちポジティブ光導波路を備える。この固相本体は、入力から出力まで延在し、入力は、前記ファイバ４４に対面しており、出力は、前記レンズ本体２４に対面している。かかる実施形態では、固相本体は、レーザ光線の放出波長に対して透過性を有する材料から構成される。

ネガティブ光導波路の場合とポジティブ光導波路の場合との両方において、光導波路は、前記光導波路に対して長手方向のまたは接線方向の面に沿ったレーザ放射は制御せずに、前記光導波路に対して横軸方向の平面に沿ったレーザ放射を制御または分配する点に留意されたい。

明細書の記載から理解され得るように、本発明による製造方法は、先行技術の欠点を解消し得る。

特に、本発明の方法により、灯の外周部に沿って大きく変動し得る曲線および厚さを有する任意のタイプの複雑なジオメトリを有する自動車灯に対してレーザ溶接技術を適用することもまた可能となる。

本発明によるレーザ溶接技術は、先行技術の代替的な溶接技術に比べて不便さがないだけでなく、自動車灯の分野における先行技術の解決策に比べて同一品質の溶接接合の場合にコストと時間との両方の観点でより優れたものとなり得る。

特に、より高い割合の光線が、レンズ本体と容器本体との間の溶接界面に伝送され得るため、消費量としたがってコストとの削減が得られる。

したがって、レンズ本体と容器本体との間の溶接界面部分への光線は、光量の無駄なく優れた機械的品質を有する溶接接合部を得るのに適したものとなる。

さらに、レーザ放射の分配器である光導波路と協働する光導波路部分を設けることにより、特に表面不連続部を有するレンズ本体のレーザ溶接において、先行の技術に比べて溶接領域に意図されるレーザ放射をより効率的に制御することが可能となる。本例では、レーザ放射分配器の口部の出力におけるレーザ放射分配の少なくとも１つのローブは、レンズ本体の光導波路部分内で搬送されてその目的地に到達し得ることにより、レンズ本体の存在し得る表面不連続部を迂回することが可能となり得る。

当業者は、以下の特許請求の範囲により定義される本発明の保護範囲内に留まりつつ、発生し得るおよび具体的な要件を満たすために、上述の自動車灯の製造方法に多数の修正および変更を行い得る。

Claims (23)

1. 自動車灯（４）の製造方法であって、前記製造方法は、
   第１の周囲プロファイル（２０）により画定される容器本体（８）を用意するステップと、
   第２の周囲プロファイル（２８）により内的に画定され、前記第２の周囲プロファイル（２８）に対応する外方エッジ（３２）により外的に画定されたレンズ本体（２４）を用意するステップと、
   前記容器本体（８）の前記第１の周囲プロファイル（２０）と前記レンズ本体（２４）の前記第２の周囲プロファイル（２８）とをそれぞれ少なくとも部分的に相互に関連付けるステップであって、前記周囲プロファイル（２０、２８）間の接触表面が、曲線状横座標（Ｓ）により画定された曲線に沿って延在する溶接界面（３６）を画定する、少なくとも部分的に相互に関連付けるステップと、
   特徴的な発光スペクトルを有する光線または放射を放出する少なくとも１つのレーザ放出デバイスを用意するステップと、
   前記レーザ放出デバイスから前記レーザ光線の複数部分を受け、前記レンズ本体（２４）を通して前記溶接界面（３６）に向けて前記複数部分を送る複数のファイバ（４４）を用意するステップであって、ここにおいて、前記容器本体（８）は、前記光線に対する吸収要素として機能し、前記レンズ本体（２４）は、前記光線の透過要素として機能する、複数のファイバ（４４）を用意するステップと、
   少なくとも１つの所定の光軸（Ｘ−Ｘ）に全体的に沿ってレーザ光線の前記複数部分を平行化するために、前記ファイバ（４４）から出る前記複数部分の広がりを変化させるための光学デバイス（５２）を用意するステップと
   を備え、前記製造方法はさらに、
   前記溶接界面（３６）のクリティカル部分に、前記溶接界面（３６）の前記クリティカル部分（６４）に入射する光軸面（Ｐ）上に位置する各ファイバ（４４）によって放出される少なくとも第１のレーザ光線（６０）を送るステップを備えることを特徴とし、
   前記光軸面（Ｐ）は、前記溶接界面（３６）の前記クリティカル部分（６４）に対して接線方向となる面（Ｔ）との間に０〜４５度の配向角度（α）を特定する、自動車灯（４）製造方法。
2. 前記光軸面（Ｐ）は、前記クリティカル部分（６４）に対して接線方向となる面（Ｔ）との間に０〜３０度の配向角度（α）を特定する、請求項１に記載の自動車灯（４）の製造方法。
3. 前記光軸面（Ｐ）は、前記クリティカル部分（６４）に対して接線方向となる面（Ｔ）との間に０〜１０度の配向角度（α）を特定する、請求項１または２に記載の自動車灯（４）の製造方法。
4. 前記光軸面（Ｐ）は、前記クリティカル部分（６４）に対して接線方向となる面（Ｔ）に対して実質的に平行である、請求項１から３のいずれか一項に記載の自動車灯（４）の製造方法。
5. 前記溶接界面（３６）の前記クリティカル部分（６４）に一対のレーザ光線（６８）を送るステップを備え、前記レーザ光線は、前記クリティカル部分（６４）に対して平行な同一の光軸面（Ｐ）上に位置する各光軸（Ｘ）を有し、前記光軸（Ｘ）は、前記溶接界面（３６）の前記クリティカル部分（６４）の中間点に対して両側に対称に配置される、請求項１から４のいずれか一項に記載の自動車灯の製造方法。
6. 前記溶接界面（３６）の前記クリティカル部分（６４）に、各ファイバ（４４）によりそれぞれ分配される複数の「ｎ」個のレーザ光線を送るステップを備え、前記レーザ光線は、前記クリティカル部分（６４）に対して平行な前記同一の光軸面（Ｐ）上に位置する各光軸（Ｘ）を有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の自動車灯（４）の製造方法。
7. レーザ光線の複数部分を受ける前記ファイバ（４４）は、前記レンズ本体（２４）の前記外方エッジ（３２）への前記レーザ光線の入射で発生するレーザ光線の屈折を補償するために前記各光軸面（Ｐ）に対して傾斜する光軸（Ｘ）を備える、請求項１から６のいずれか一項に記載の自動車灯（４）の製造方法。
8. 少なくとも１つの不連続部（５４）すなわち前記外方エッジ（３２）と前記溶接界面（３６）との間の距離（５５）の変化を特定するステップと、
   前記溶接界面（３６）の前記クリティカル部分（６４）に、各ファイバ（４４）により放出された少なくとも第１のレーザ光線を送るステップであって、前記クリティカル部分（６４）は、前記不連続部（５４）に対応しており、前記第１のレーザ光線は、前記溶接界面（３６）の前記クリティカル部分（６４）に入射する光軸面（Ｐ）上に位置する各光軸（Ｘ）を有する、少なくとも第１のレーザ光線を送るステップと、
   を備え、
   前記光軸面（Ｐ）は、前記クリティカル部分（６４）に対して接線方向となる面（Ｔ）との間に０〜４５度の配向角度（α）を特定する、請求項１から７のいずれか一項に記載の自動車灯の製造方法。
9. 前記不連続部（５４）は、前記レンズ本体（２４）の前記外方エッジ（３２）と前記第２の周囲プロファイル（２８）との間の距離の縮小を実現するために凹状部分を備える、請求項８に記載の自動車灯の製造方法。
10. 前記不連続部（５４）は、前記レンズ本体（２４）の前記外方エッジ（３２）と前記第２の周囲プロファイル（２８）との間の前記距離の拡大を実現するために凸状部分を備える、請求項８に記載の自動車灯（４）の製造方法。
11. 前記レンズ本体（２４）の前記不連続部（５４）は、前記レンズ本体（２４）の表面または前記外方エッジ（３２）に対して垂直な線の角度変動により規定されるものであり、この角度変動は、前記溶接界面（３６）の隣接し合う被照射ゾーン（ｘ_１）と（ｘ_２）との間に距離を生じさせ、それにより、それらの間における前記溶接界面（３６）への前記レーザ光線の照射は、ピーク値の２５％未満となる、請求項８、９、または１０のいずれか一項に記載の自動車灯（４）の製造方法。
12. 前記不連続部（５４）は、実質的に「Ｕ字」または「Ｖ字」形状を有する、請求項８から１１のいずれか一項に記載の自動車灯（４）の製造方法。
13. 不連続性すなわち前記レンズ本体（２４）の前記外方エッジ（３２）と前記溶接界面（３６）との間の前記距離の変化を伴わない前記レンズ本体（２４）の部分が存在する場合に、前記溶接界面（３６）の対応する非クリティカル部分（７２）に、対応するファイバ（４４）により放出された少なくとも１つのレーザ光線を送るステップが実施され、
    前記レーザ光線は、前記溶接界面（３６）の前記非クリティカル部分（７２）に入射する第２の光軸面（Ｚ）上に位置する各光軸（Ｙ）を有し、前記第２の光軸面（Ｚ）は、前記非クリティカル部分（７２）に対して接線方向となる面（Ｒ）との間に４６〜９０度の間の角度配向（β）を特定する、請求項８から１２のいずれか一項に記載の自動車灯（４）の製造方法。
14. 前記少なくとも１つのレーザ光線は、前記溶接界面（３６）の前記非クリティカル部分（７２）に対して実質的に垂直な第２の光軸面（Ｚ）上に位置する各光軸（Ｙ）を有する、請求項１３に記載の自動車灯の製造方法。
15. 前記溶接界面（３６）の前記非クリティカル部分（７２）に一対のレーザ光線（６８）を送るステップを備え、前記レーザ光線は、前記溶接界面（３６）の前記非クリティカル部分（７２）に入射する前記同一の第２の光軸面（Ｚ）に位置する各光軸（Ｙ）を有し、前記光軸（Ｙ）は、前記溶接界面（３６）の前記非クリティカル部分（７２）に対して両側に対称に配置される、請求項１３または１４に記載の自動車灯の製造方法。
16. 前記溶接界面（３６）の前記非クリティカル部分（７２）に、各ファイバ（４４）によりそれぞれ分配された複数の「ｎ」個のレーザ光線を送るステップを備え、前記レーザ光線は、前記溶接界面（３６）の前記非クリティカル部分（７２）に対して平行な前記同一の光軸面（Ｚ）上に位置する各光軸（Ｙ）を有する、請求項１３から１５のいずれか一項に記載の自動車灯の製造方法。
17. 前記ファイバ（４４）から出る前記レーザ光線の広がりを変化させるための前記光学デバイス（５２）は、入力（８０）と出力（８４）とを有するネガティブ光導波路（７６）を備え、前記入力（８０）は、前記ファイバ（４４）に対面しており、前記出力は、前記レンズ本体（２４）に対面しており、一対の反射壁部（８８）が、前記レンズ本体（２４）に向かって収束するように、前記レーザ光線の前記光軸が位置する中間面（９２）に対して鏡面的に傾斜する、請求項１から１６のいずれか一項に記載の自動車灯の製造方法。
18. 前記光導波路の前記出力（８４）は、前記レンズ本体（２４）の前記外方エッジ（３２）との間で形状結合を形成するために、前記レンズ本体（２４）の前記外方エッジ（３２）に対する対応形状を有する、請求項１７に記載の自動車灯の製造方法。
19. 前記ネガティブ光導波路（７６）は、複数の部分またはローブ（Ｌ_ｎ）を備える空間分布に従って前記出力（８４）から前記レーザ放射を分配し、ここにおいて、少なくとも１つのローブＬ_０が、前記光軸（Ｘ）に沿って延在する、請求項１７または１８に記載の自動車灯の製造方法。
20. 前記レンズ本体（２４）内における反射を被ることなく、前記レンズ本体（２４）を通過し前記溶接界面（３６）に入射する「０」度を有する少なくとも１つのローブ（Ｌ_０）を生成するステップを備える、請求項１９に記載の自動車灯の製造方法。
21. 前記レンズ本体（２４）内で異なる回数の反射を被って前記レンズ本体を通り前記溶接界面に入射する、異なる角度を有する少なくとも２つのローブ（Ｌ_ｎ）を生成するステップを備える、請求項１９または２０に記載の自動車灯の製造方法。
22. 前記ファイバ（４４）から出る前記レーザ光線の広がりを変化させるための前記光学デバイスは、前記レーザ光線の少なくとも１つの部分について全内部反射条件を満たすのに適した固相本体、すなわちポジティブ光導波路を備え、前記固相本体は、入力から出力まで延在し、前記入力は、前記ファイバに対面しており、前記出力は、前記レンズ本体（２４）に対面しており、ここにおいて、前記固相本体は、前記レーザ光線の前記放出波長に対して透過性を有する材料から構成される、請求項１から１６のいずれか一項に記載の自動車灯の製造方法。
23. 請求項１から２２のいずれか一項に記載の製造方法により製造される自動車灯（４）。

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