JP4070008B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は樹脂製のリフレクタを備える車両用灯具に関し、特にリフレクタをポリエーテルイミド（以下、ＰＥＩと称する）樹脂で形成した車両用灯具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車両用灯具（以下、単に灯具と称する）の光反射面を構成しているリフレクタでは、これまで不飽和ポリエステル（以下、ＢＭＣと称する）樹脂を用い、その反射面にアルミニウム等を蒸着して形成されている。このＢＭＣ樹脂は熱硬化性樹脂であるため、ＢＭＣを用いて製造されたリフレクタを再度リフレクタとしてリサイクル利用することは極めて困難であり、これまでは細かく粉砕してセメント原料として再利用しているのに過ぎない。近年、このようなリフレクタのリサイクルが検討されており、リサイクル利用が可能な樹脂として、ＰＥＩ樹脂が提案されている。このＰＥＩ樹脂は、非晶性の熱可塑性樹脂であり、優れた耐熱性を示すイミド結合と良好な加工性を示すエーテル結合が組み合わされた樹脂であるため、ＰＥＩ樹脂で形成したリフレクタを再度リフレクタとしてリサイクルすることが可能である。また、このＰＥＩ樹脂は、軽量であり、自動車を軽量化するための一つとして灯具を軽量化する上でも有利である。さらに、ＰＥＩ樹脂は表面の平滑性が優れているため、リフレクタの反射面を形成するためのアルミニウム等の金属を表面に蒸着する場合でも、バリ取り、洗浄、乾燥、アンダーコート等のいわゆる下地処理を行うことなく直接的にＰＥＩの表面に蒸着するダイレクト蒸着を行うことができる。そのため、下地処理が不要になるとともに、アンダーコート材や下地処理時に使用する薬品等による環境汚染を排除する上で有利になる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、その一方でＰＥＩ樹脂はＢＭＣ樹脂に比較すると、材料単価が非常に高価である。また、ＢＭＣ樹脂に比較して収縮率が大きく、剛性が低いため成形した後に外力によって変形され易く、成形時にひけが発生し易い。さらに、荷重たわみ温度が低く、熱変形され易いという不利な点もある。したがって、ＰＥＩ樹脂を用いてリフレクタを製造した場合に、リフレクタが外力によって変形され、あるいは光源で発生する熱によって変形されたときに反射面が変形され、所望する配光特性が得られなくなるという問題が生じる。また、リフレクタの光軸を調整するエイミング機構を通して加えられる応力によってもリフレクタが変形され、所望する光軸位置や配光特性が得られなくなる。さらに、樹脂成形時に「ひけ」が生じ易く、特に反射面に「ひけ」が生じた場合には外観上の見栄えが低下するという問題が生じる。
【０００４】
本発明の目的は、ＰＥＩ樹脂を用いたリフレクタにおける外力、熱、応力による変形を抑制し、かつ外観上の見栄えが低下することがないリフレクタを備えた車両用灯具を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光源の光を反射面で反射して所要の配光特性を得るリフレクタを備える車両用灯具において、リフレクタはＰＥＩ樹脂からなり、かつリフレクタの縁部には、当該縁部を内面から外面に向けて曲設した折り返し部を備える構成とする。
【０００６】
さらに本発明は、リフレクタは反射面から延長されて配光特性に寄与しないダミー部を備え、反射面とダミー部の境界部のリフレクタ外面に第１の補強リブが一体に形成され、かつダミー部にはセレーションが形成され、セレーションの谷部のリフレクタ外面に第２の補強リブが一体に形成される。
【０００７】
本発明によれば、リフレクタをＰＥＩ樹脂で製造した場合に問題となる低剛性が原因としての機械的な変形については、リフレクタの開口縁部に設けられた折り返し部と、リフレクタの外面に設けられた第１及び第２の補強リブとによりリフレクタの機械的な強度を高め、エイミング機構で生じる応力や外力によって生じる応力等によるリフレクタの機械的な変形を防止し、また耐熱性が低いことが原因としての熱的な変形を防止する。また、機械的な強度を増加する構造を採用することで、ＰＥＩ樹脂の肉厚を低減することが可能になり、ＰＥＩ樹脂の使用量を低減してコストの削減を図る。特に、第１の補強リブを反射面とダミー部の境界部に配設し、第２の補強リブをセレーションの谷部に配設したことにより、機械的な強度の増加を図る一方で「ひけ」による外観上の見栄えの低下も防止する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の灯具を自動車のヘッドランプに適用した実施形態の正面図、図２はそのＡ−Ａ線断面図である。本実施形態のヘッドランプＨＬは灯具ボディ１と、当該灯具ボディ１の前面開口に取着されるレンズ２と、前記灯具ボディ１とレンズ２とで構成される灯室３内に内装されたリフレクタ４と、前記リフレクタ４に電球ソケット５により取着された光源としての電球６とを備えて構成される。また、前記リフレクタの周囲の灯具ボディの内面がレンズを通して外部に露見することを防止するためのエクステンション７が設けられる。さらに、後述するように前記リフレクタ４を灯具ボディ１に支持するとともに、当該リフレクタ４の光軸を調整するためのエイミング機構が設けられている。ここで、前記灯具ボディ１とレンズ２は、要求される強度、剛性等を満たすために、灯具ボディ１はＰＰ（ポリプロピレン樹脂）により形成され、レンズ２はＰＣ（ポリカーボネイト樹脂）により形成されており、これらは熱可塑性樹脂であるためリサイクルは可能である。また、前記リフレクタ４はＰＥＩ樹脂によって形成されている。
【０００９】
前記灯具ボディ１は容器型に形成されており、その前面開口の周縁に沿ってシール溝１１が形成されている。そして、前記レンズ２はその周縁部にシール脚２１が一体に形成されており、当該シール脚２１が前記シール溝１１内に内装され、シール溝１１内に充填されたシール剤１２によって固定かつ封止が行われている。また、前記灯具ボディ１の背面のほぼ中央位置には電球ソケット挿通穴１３が開口されており、当該電球ソケット挿通穴１３と前記リフレクタ４に取着された電球ソケット５との間に環状をしたゴムキャップ８が装着され、リフレクタ４を灯具ボディ１に対して可動状態に支持してエイミング調整を可能にする一方で両者間に生じる空隙を封止するようになっている。なお、リフレクタ４への電球ソケット５の取着は、灯具ボディ１の背面の電球ソケット挿通穴１３から、電球６を支持した電球ソケット５を内挿してリフレクタ４の電球ソケット取付穴４ｂに取着する。
【００１０】
前記リフレクタ４について詳細に説明する。図３はリフレクタ４を前面側から見た斜視図、図４は背面側から見た斜視図である。また、図５（ａ）は図２のＤ部の拡大図、（ｂ）はそのＥ−Ｅ線断面図、図６（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ図３及び図４のａ，ｂ，ｃの各部の拡大破断斜視図である。前記リフレクタ４はＰＥＩ樹脂によって射出成形されており、その内面は反射面４１として構成されているが、その反射面４１の両側辺領域から下辺領域にわたる前縁部には前方に向けて光軸方向に突出させた円筒面からなるダミー部４２が形成されている。また、前記反射面４１の背面には電球ソケット取付穴４ｂが開設されており、前記したように光源としての電球６を支持した電球ソケット５が背面側から着脱可能とされている。なお、この電球ソケット５は既に広く知られているものが用いられているので、ここでは詳細な説明は省略する。
【００１１】
前記リフレクタ４は、その前縁部、すなわち開口縁部４ａの前記反射面４１の上側領域を除く両側領域とダミー部４２とを含む領域は、外方に向けてクランク状の断面形状とされているが、当該開口縁部４ａの全周囲には内面から外面に向けて、しかも後方に向けて折り返した形状の折り返し部４３が形成されている。また、前記リフレクタ４の外面には、前記反射面４１とダミー部４２との境界に沿って第１の補強リブ４４が形成されている。この第１の補強リブ４４は、当該リフレクタ４の外面から前記ダミー部４２としての円筒状の周面にそってリフレクタ４の背面方向に向けて突出された形状に形成されている。また、前記ダミー部４２は光軸方向に延びる複数の凸状のシリンドリカル面４５ａが円周方向に沿って並列状態に配列された構成（ここではセレーション形状と称する）４５が形成されている。また、前記セレーション形状４５の谷部、すなわち隣接する凸状のシリンドリカル面４５ａの境界に沿ってそれぞれ壁状をした第２の補強リブ４６が形成されている。この第２の補強リブ４６は、前記折り返し部４３が形成されている領域において、ダミー部４２の外面と当該折り返し部４３の内面との間に挟まれるように形成されている。その上で、前記リフレクタ４の少なくとも内面の反射面４１及びダミー部４２にはアルミニウムの蒸着膜が形成されている。
【００１２】
さらに、前記リフレクタ４の背面にはエイミング機構９を構成するための３個のステムが一体に形成されている。図７及び図８は図１のＢ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線に沿う断面図であり、前記リフレクタ４の背面の下部の一側には支点ステム９Ｃが形成され、この支点ステム９Ｃの直上位置には上下エイミングステム９Ｖが形成され、前記上下エイミングステム９Ｖと同じ高さで前記電球ソケット取付穴４ｂを挟んだ水平方向の反対側の位置に左右エイミングステム９Ｈが形成されている。なお、前記左右エイミングステム９Ｈは後述するように実際にはエイミング機構９の上下エイミング動作にも関係するが、ここでは左右エイミングステムと称することにする。このことは後に述べる左右エイミング点Ｈｘについても同様である。これらのステム９Ｃ，９Ｖ，９Ｈはいずれもリフレクタ４の背面から光軸方向の後方に向けて突出された箱状もしくは中空柱状に形成されており、その後端面にはそれぞれ矩形の嵌合穴９１が開口されている。ここで、前記支点ステム９Ｃ、上下及び左右の各エイミングステム９Ｖ，９Ｈの後端面は、図７及び図８に示す同一の立面Ｐｘにほぼ近い位置に設定されている。そして、前記支点ステム９Ｃの嵌合穴９１にはベアリングナット９２が嵌合され、前記上下エイミングステム９Ｖ及び左右エイミングステム９Ｈの各嵌合穴にはエイミングナット９３，９４が嵌合されている。
【００１３】
さらに、前記支点ステム９Ｃに嵌合取着されたベアリングナット９２は、前記灯具ボディ１の内面に固定されたベアリングボール軸９５に係合される。また、上下エイミングステム９Ｖと左右エイミングステム９Ｈに嵌合取着された各エイミングナット９３，９４はそれぞれ前記灯具ボディ１の内面の上部において光軸方向に貫通支持された上下エイミングスクリュ９６と左右エイミングスクリュ９７に螺合される。ここで、前記各エイミングナット９３，９４は、２ピースのセルフロッキングナットとして構成されているものであり、各エイミングスクリュ９６，９７に直接螺合されるナットボール９３ａ，９４ａと、このナットボール９３ａ，９４ａを抱持して各ステム９Ｖ，９Ｈの嵌合穴９１に嵌合支持するためのスリーブ９３ｂ，９４ｂとで構成されている。これにより、リフレクタ４はベアリングボール軸９５、上下エイミングスクリュ９６、左右エイミングスクリュ９７により灯具ボディ１内に支持されるが、ベアリングナット９２とベアリングボール軸９５により構成される支点位置と、各エイミングスクリュ９６，９７が各エイミングナット９３，９４に螺合される位置はそれぞれ前記立面Ｐｘ上に配置されている。さらに、前記ベアリングボール軸９５、各エイミングスクリュ９６，９７の軸線は平行に向けられており、これらの軸線は前記立面Ｐｘに対して垂直な９０度の角度となるように配置されている。
【００１４】
この構成では、図１に示されているように、リフレクタ４はベアリングナット９２とベアリングボール軸９５で構成される支点部Ｃｘを支点として上下方向と左右方向に傾動することが可能な構成とされる。すなわち、灯具ボディ１の背面の外側から左右エイミング点Ｈｘとなる左右エイミングスクリュ９７を軸転操作することにより、これに螺合する左右エイミングナット９４を左右エイミングスクリュ９７に沿って螺進させ、左右エイミングステム９Ｈを介してリフレクタ４を前記支点部Ｃｘ及び上下エイミング点Ｖｘを結ぶ線を中心にして左右方向、つまり水平方向に傾動させることが可能になる。また、前記左右エイミング点Ｈｘとなる左右エイミングスクリュ９７と上下エイミング点Ｖｘとなる上下エイミングスクリュ９６を同時に軸転操作することにより、これに螺合する左右エイミングナット９４と上下エイミングナット９３、すなわち左右エイミングステム９Ｈと上下エイミングステム９Ｖをそれぞれ左右エイミングスクリュ９７と上下エイミングスクリュ９６に沿って螺進させ、リフレクタ４を前記支点部Ｃｘを中心にして上下方向、つまり鉛直方向に傾動させることが可能になる。これによりリフレクタ４の光軸方向を調整するエイミング調整を実行することが可能である。
【００１５】
そして、このエイミング調整に際しては、支点部Ｃｘ、上下及び左右の各エイミング点Ｖｘ，Ｈｘが同一立面Ｐｘ上に位置されているため、上下エイミング調整及び左右エイミング調整時におけるリフレクタ４の傾動はいずれも支点と作用点（力点）が同一立面Ｐｘ内に存在する状態で行われ、しかもこの立面Ｐｘに対して各エイミングスクリュ９６，９７が９０度の角度（垂直）に向けられているため、各エイミングスクリュ９６，９７と各エイミングナット９３，９４との間に生じる応力はリフレクタ４の傾動方向である立面Ｐｘと垂直な方向に向けられることになり、したがってリフレクタ４に対して捩じり力となる応力が加えられることはなく、リフレクタ４の変形を抑制することが可能になる。また、各エイミングスクリュ９６，９７は２ピースのナットボール９３ａ，９４ａに螺合しており、これらのナットボール９３ａ，９４ａはそれぞれスリーブ９３ｂ，９４ｂ内で移動が自由とされるため、エイミングスクリュ９６，９７に対するエイミングナット９３，９４の螺進に際しての摺動力が低減してスムーズに移動されることになり、この箇所における応力の発生を防止してリフレクタ４の変形を抑制することが可能になる。
【００１６】
一方、前記エイミング調整による応力や、灯具ボディ１を介して外部から伝えられる応力がリフレクタ４に加えられると、リフレクタはＰＥＩ樹脂で形成されているため変形される懸念がある。また、電球６を点灯したときに発生する熱により生じる熱応力、あるいは高い外気温や日光の直射によって生じる熱による熱応力によってもリフレクタ４が変形される懸念がある。特に、開放端である開口縁部４ａにおいて変形され、反射面４１が変形される懸念がある。しかしながら、本実施形態のリフレクタは４、開口縁部４ａに折り返し部４３が設けられており、当該折り返し部４３は断面形状がコ字型に近い形状とされている。そのため、開口縁部４ａの機械的な強度が高められ、当該応力によっても開口縁部４ａないし反射面４１が変形され難いものとなる。
【００１７】
また、前記リフレクタ４の背面領域では、反射面４１とダミー部４２との境界に沿って第１の補強リブ４４が形成されているため、反射面４１における機械的な強度が高められ、応力による変形が防止される。その一方で、第１の補強リブ４４は反射面４１の内面はもとよりその外面にも存在していないので、リフレクタ４を樹脂成形したときに、第１の補強リブ４４によって生じる厚肉部分の表面に生じ易い「ひけ」の発生は少なく、リフレクタ４の反射面４１における「ひけ」の発生を未然に防止し、配光特性への影響を無くし、また反射面４１を外から見たときに「ひけ」が点状の凹部として露見するような外観上の見栄えの低下を防止する。
【００１８】
さらに、リフレクタ４のダミー部４２、すなわち電球６から出射された光のうちリフレクタ４で反射されて所要の配光特性を得る光以外の光、換言すれば所要の配光特性に寄与することがない光を反射する領域の殆どにセレーション形状４５が形成されているため、ダミー部４２が単純な曲面として形成されている場合に比較して機械的な強度を高めることができる。また、セレーション形状４５の谷部の外面には第２の補強リブ４６が形成されているため、ダミー部４２の機械的な強度を更に高めることが可能になる。これにより、前記したような応力によるダミー部４２の変形を抑制し、さらに当該ダミー部４２の変形の影響を受けて反射面４１が変形されることを防止する。また、当該第２の補強リブ４６によってダミー部４２の内面に「ひけ」が生じることがあっても、この「ひけ」はセレーション形状４５の谷部に生じることになるため、「ひけ」によるダミー部４２の外観上の見栄えが低下するようなこともない。
【００１９】
なお、本実施形態の灯具では、リフレクタ４の開口縁部４ａと灯具ボディ１の前面開口との間の灯具ボディ１の内面を覆い隠すようにエクステンション７が配設されているが、レンズ２を通して外部から見たときにエクステンション７がリフレクタ４と渾然一体となって見えるようにエクステンション７の表面にもアルミニウムの蒸着を施している。このエクステンション７は、ここではＰＣ又はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート樹脂）で形成している。
【００２０】
このように、本実施形態のリフレクタを用いた灯具では、ＰＥＩ樹脂の利点を生かして灯具の軽量化を図ることができる。また、アルミニウム蒸着を施したリフレクタでも、ベースが熱可塑性のＰＥＩ樹脂であることにより、蒸着膜を除去した後に容易に組成成分への分解を行ってリサイクルが可能となる。また、ＰＥＩ樹脂の表面平滑性により下地処理の必要がないダイレクト蒸着が可能となり、製造コストを低減し、かつ製造に際しての汚染物質の発生もなく、環境対策の上でも有効である。さらに、ＰＥＩ樹脂の靱性によってエイミング機構の動作時に応力が加えられるステムの耐久性を高め、エイミング機構によるエイミング調整の信頼性を高めることが可能になる。
【００２１】
一方、リフレクタをＰＥＩ樹脂で製造した場合に問題となる低剛性が原因としての機械的な変形については、エイミング機構によって生じる応力を低減する一方で、リフレクタの開口縁部に設けた折り返し部と、リフレクタの外面に設けられた第１及び第２の補強リブとによってリフレクタの機械的な強度を高めることにより、エイミング機構により生じる応力や外力によって生じる応力等からリフレクタの変形を防止することができる。同様に、耐熱性が低いことが原因としての熱的な変形についても防止することができる。また、リフレクタの機械的な強度を高めた構造を採用することで、ＰＥＩ樹脂を使用したのにもかかわらずリフレクタの肉厚を低減することが可能になり、高価なＰＥＩ樹脂の使用量を低減し、コストの削減を図ることが可能になる。さらに、第１及び第２の補強リブを形成したことによる「ひけ」による外観上の見栄えの低下も防止できる。
【００２２】
ここで本発明の前記実施形態のリフレクタは本発明の一例を示したものであり、構成において適宜の変更が可能であることは言うまでもない。例えば、折り返し部を含む開口縁部の断面形状は、機械的な強度が増大するものであれば断面がＵ字状、あるいはＬ字状であってもよい。また、第１の補強リブはリフレクタの光軸方向とは異なる方向に延長する構成としてもよい。さらに、第２の補強リブはダミー部の光軸方向の全長にわたって形成してもよい。また、セレーション形状は内面側に凹のシリンドリカル面、あるいはこれに近い面形状を配列するようにしてもよい。ただし、いずれの場合にもコスト削減の上から、ＰＥＩ樹脂量がいたずらに多くならないようにすることが好ましい。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の車両用灯具によれば、リフレクタをＰＥＩ樹脂で形成するとともに、開口縁部に折り返し部を設け、また第１及び第２の補強リブを設けて機械的強度を高めることで、ＰＥＩ樹脂の利点を生かして灯具の軽量化、リサイクルの確保、環境対策を図り、かつエイミング機構によるエイミング調整の信頼性を高めることを可能にする。またその一方で、ＰＥＩ樹脂で製造した場合に問題となるリフレクタの強度の低下を解消し、リフレクタに加わる機械的又は熱的な応力からリフレクタの変形を防止し、またＰＥＩ樹脂の使用量を低減してコストの削減を図り、さらに第１の補強リブを反射面とダミー部の境界部に配設し、第２の補強リブをセレーションの谷部に配設したことにより、「ひけ」による見栄えの低下を防止し、高品質、高信頼性の灯具を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車両用灯具の正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】リフレクタを前面方向から見た斜視図である。
【図４】リフレクタを背面方向から見た斜視図である。
【図５】図２のＤ部の拡大図とＥ−Ｅ線断面図である。
【図６】図３及び図４のａ〜ｃの各部分の拡大破断斜視図である。
【図７】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図８】図１のＣ−Ｃ線断面図である。
【符号の説明】
１ 灯具ボディ
２ レンズ
４ リフレクタ
４ａ 開口縁部
５ 電球ソケット
６ 電球
７ エクステンション
９ エイミング機構
４１ 反射面
４２ ダミー部
４３ 折り返し部
４４ 第１の補強リブ
４５ セレーション形状
４６ 第２の補強リブ
９Ｃ，９Ｖ，９Ｈ エイミングステム
Ｃｘ 支点部
Ｖｘ 上下エイミング点
Ｈｘ 左右エイミング点

Claims (1)

1. 光源の光を反射面で反射して所要の配光特性を得るリフレクタを備える車両用灯具において、前記リフレクタはポリエーテルイミド（以下、ＰＥＩと称する）樹脂からなり、かつ前記リフレクタの縁部には、当該縁部を内面から外面に向けて曲設した折り返し部を備え、前記リフレクタは、前記反射面から延長されて前記配光特性に寄与しないダミー部を備え、前記反射面と前記ダミー部の境界部のリフレクタ外面に第１の補強リブが一体に形成され、前記ダミー部にはセレーションが形成され、前記セレーションの谷部のリフレクタ外面に第２の補強リブが一体に形成されていることを特徴とする車両用灯具。

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