JP4333950B2 - 車輌用灯具の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は新規な車輌用灯具の製造方法に関する。詳しくは、レンズとハウジングとをレーザー溶着によって接合する車輌用灯具の製造方法において、レンズとハウジングとの接合を確実に為す技術に関する。
車輌用灯具、例えば、自動車用灯具の製造において、ハウジングにその前面開口を覆うようにレンズを取り付ける工程が必要である。
従来にあっては、レンズとハウジングとの間の取付には、レンズの周縁部にシール脚を突設し、ハウジングには上記シール脚を受け入れる溝を形成し、レンズのシール脚をハウジングの溝にシール材或いは接着材を介して受け入れる方法が一般的に採用されていたが、この取付方法にあっては、シール脚や溝はレンズやハウジングの周縁部からさらに外方へと突出した部分に設けられるため、レンズを前方から眺めたときに、その周縁部に比較的大きな面積を占める光を通さない部分、すなわち、暗い部分が出来てしまい、全体の大きさの割には発光面積が小さくなると言う問題があった。
そこで、レンズのシール脚をハウジングの接合面に直接接合する方法が考えられた。レンズのシール脚をハウジングに直接接合するようにすれば、接合代はほんの僅かの幅があれば良く、レンズ周縁部の暗く見える部分は極めて狭い幅で足りることになる。そして、この直接接合する手段としては、熱板溶着、振動溶着等が一般的に採用されていた。これらの手段にあっては、レンズとハウジングとの接合部に互いの材料の溶融した部分が混合した状態で冷却固化されることによって接合されるのであるが、余分な溶融材料が接合箇所から脇にはみ出して、これが前方からレンズを通して視認されて外観を損ねるという問題がある。
また、形状の制限がある(傾斜角度に制限がある;振動溶着では振動する方向には略平坦でなければならない、熱板溶着では熱板を押し当てる方向に対して極端な傾斜はできない、等)ので、昨今の立体的なデザインニーズに対応できない。
さらに、レンズとハウジングをレーザー溶着により接合する方法がある。レーザー溶着にあっては、レーザー出力と接合部におけるスポット径並びに走査スピードを制御することにより材料の溶融状態、すなわち、接合部における照射エネルギーを一定にコントロールすることが出来るので、溶融のしすぎによる溶融材料のはみ出しを解決でき、複雑な形状にも対応できる。レーザーを、レンズを透過させてハウジングを照射することにより、ハウジングを加熱して溶融させるとともに、レンズにも熱伝導させて溶融させ、両者が相溶して融着される。
ところで、レーザー溶着にあっては、レンズの溶着部とハウジングの溶着部とが確実に接触していないと接合不良を起こす。
しかしながら、車輌用灯具のレンズとハウジングは樹脂成形品であり、成形後のソリや撓みなどの影響から、実際には設計通りの形状を出すことは困難である。そのため、レンズとハウジングとを全周に亘って確実に接触させることは困難である。そして、レンズとハウジングとが確実に接触していないと、レーザーによってハウジングに与えられた熱がレンズに伝達せず、溶着が不能になる。
そこで、本発明は、レンズとハウジングとをレーザー溶着によって接合するに際して、レーザ溶着時にレンズとハウジングとが確実に接触しているようにすることを課題とする。
本発明車輌用灯具の製造方法は、上記した課題を解決するために、レンズ及びハウジングはそれぞれ溶着部を備え、レンズ及び/又はハウジングの溶着部を加熱して軟化させる予備加熱工程と、レンズの溶着部とハウジングの溶着部とを接触させる工程と、レンズの溶着部とハウジングの溶着部とをレーザー溶着する工程とを備え、予備加熱工程は溶着部と非接触の状態で行われ、加熱体の伝熱端は加熱体から突出させた突条部の先端に設けられ、溶着部の溶着面の形状に適合するように成形されたものである。
従って、本発明車輌用灯具の製造方法にあっては、レーザー溶着時に、レンズの溶着部とハウジングの溶着部とが確実に接触する。
本発明車輌用灯具の製造方法は、レンズとハウジングとがレーザー溶着によって接合される車輌用灯具の製造方法であって、レンズ及びハウジングはそれぞれ溶着部を備え、レンズ及び/又はハウジングの溶着部の少なくとも一部を加熱して軟化させる予備加熱工程と、レンズの溶着部とハウジングの溶着部とを接触させる工程と、レンズの溶着部とハウジングの溶着部とをレーザー溶着する工程とを備え、予備加熱工程は溶着部と非接触の状態で行われ、加熱体の伝熱端は加熱体から突出させた突条部の先端に設けられ、溶着部の溶着面の形状に適合するように成形されたことを特徴とする。
従って、本発明車輌用灯具の製造方法にあっては、レンズの溶着部とハウジングの溶着部とを接触させる工程に先だって、予備加熱工程によってレンズ及び/又はハウジングの溶着部の少なくとも一部が軟化されているので、レンズの溶着部とハウジングの溶着部とが最初に接触した部分は軟化されている方の溶着部が変形することによって両者の溶着部の他の部分が互いに近づき、このような現象が全周に亘って生じることによって、レンズの溶着部とハウジングの溶着部とはその全周に亘って確実に接触し、後のレーザー溶着が確実に為される。また、上記予備加熱工程は溶着部と非接触の状態で行われるので、レンズの溶着部及び/又はハウジングの溶着部を変形させること無しに確実に加熱軟化させることが出来る。そのため、レンズ及び/又はハウジングの溶着部の変形量をレンズとハウジングとが全周に亘って接触するのに必要な量に止めることが出来る。そのため、不必要に過剰な変形によるバリなどの発生を無くすことが出来、レンズとハウジングとの接合箇所の外観を良好に保つことが出来る。
請求項に記載した発明にあっては、レンズの溶着部とハウジングの溶着部とを接触させる工程において、一方を加圧してレンズの溶着部とハウジングの溶着部とを圧着させるので、レンズの溶着部とハウジングの溶着部とを単に接触させる場合よりも両者の間を確実に隙間無く接触させることが出来る。
請求項3に記載した発明にあっては、上記予備加熱工程は通電発熱体によって成されるので、エネルギーの損失が無く、また、熱量のコントロールが容易である。
以下に、本発明車輌用灯具の製造方法を実施するための最良の形態について添付図面を参照して説明する。
図1に車輌用灯具の一例を示す。
車輌用灯具10はレンズ20とハウジング30を備え、ハウジング30は前面で開口した凹部31を有し、開口縁の全周に亘って前方へ僅かに突出した突条32が形成され、該突条32の前端面33が前方を向いた溶着面とされる。このようなハウジング30はレーザー吸収性の良好なプラスチック、例えば、ASA(アクリロニトリルスチレンアクリレート)の射出成形によって形成されている。
レンズ20は後方へ向かって突出した溶着脚21を有しており、該溶着脚21の後面22が溶着面とされている。このようなレンズ20はレーザー透過性のあるプラスチック、例えば、アクリル樹脂の射出成形によって形成されている。
上記レンズ20はその溶着面22がハウジング30の溶着面33にレーザー溶着によって接合され、そして、ハウジング30に光源バルブ40が支持されて、車輌用灯具10が形成される。
上記レンズ20の溶着面22は上記ハウジング30の溶着面33と全周に亘って接触するように設計されている。しかしながら、レンズ20及びハウジング30は上記したように樹脂成形品であり、成形後のソリや撓みなどの影響から、実際には設計通りの形状を出すことは困難である。そのため、レンズ20の溶着面22とハウジング30の溶着面33とを単に突き合わせただけでは、互いに接触することができない部分が生じてしまう。
図2及び図3に本発明車輌用灯具の製造方法の第1の実施の形態を示す。
先ず、レンズ20の溶着面22に加熱体50の伝熱端51を近接させ(図2参照)、その状態で加熱体50を加熱して(なお、加熱体50は予め加熱してあっても良い)、伝熱端51から僅かな空気間隔を介して伝わる熱によって上記溶着面22を加熱し、且つ、軟化させる。
加熱体50の伝熱端51は加熱体50から突出させた突条部52の先端に設けられレンズ20の溶着面22の形状に適合するように予め成形されている。また、加熱体50の種類は問わないが、例えば、熱板や通電加熱体が適用可能である。なお、通電加熱体を加熱体とした場合は、熱エネルギーの損失が少なく、また、温度のコントロールが容易であり、レンズ20の溶着面22を所望の温度に加熱することが容易である。なお、例えば、レンズ20をアクリル樹脂で成形した場合、レンズ20の溶着面22は180℃〜220℃の範囲内で加熱されるのが望ましい。
レンズ20の溶着面22を所望の温度まで加熱したら、レンズ20の溶着面22をハウジング30の溶着面33に接触させ(図3参照)、その状態で、レーザー溶着を行う。なお、図3では、レーザーヘッド60をレンズ20の溶着脚21の上方に(通常、ハウジング30の上にレンズ20を重ねた状態でレーザー溶着を行う)位置させ、レーザー光61を溶着脚21を透過させてハウジング30の溶着面33に照射する状態を示してあるが、レーザー光の照射向きはこのようなものに限定されるものではない。例えば、レーザー光を溶着脚21の側面から斜めに照射するようにしても構わない。その場合、ハウジング30の溶着面33はレーザー光の照射軸に対してほぼ垂直を成すように傾斜させるのが好ましく、それに応じて、レンズ20の溶着面22も傾斜させる必要がある。
上記したように、予め予備加熱によって、レンズ20の溶着面22が加熱軟化されているので、レンズ20の溶着面22をハウジング30の溶着面33に接触させると、レンズ20の溶着面22が部分的に変形することによって、レンズ20の溶着面22の全面がハウジング30の溶着面33の全面に確実に接触する。そのため、レンズ20とハウジング30とはその全周に亘って確実にレーザー溶着によって接合される。なお、レンズ20をハウジング30の方へと加圧することによって、レンズ20の溶着面22とハウジング30の溶着面33とをその全周においてより確実に接触させることができる。加圧の方向はハウジング30をレンズ20の方へと加圧しても良いが、一般に、ハウジング30を下側に位置させ(適当な載置台の上に載置する)、該ハウジング30の上にレンズ20を載置する形態を採るので、レンズ20をハウジング30の方へと加圧する方が容易である。
図4及び図5に本発明車輌用灯具の製造方法の第2の実施の形態を示す。
先ず、ハウジング30の溶着面33に加熱体70の伝熱端71を近接させ(図4参照)、その状態で加熱体70を加熱して(なお、加熱体70は予め加熱してあっても良い)、伝熱端71から僅かな空気間隔を介して伝わる熱によって上記溶着面33を加熱し、且つ、軟化させる。
加熱体70の伝熱端71は加熱体70から突出させた突条部72の先端に設けられハウジング30の溶着面33の形状に適合するように予め成形されている。また、加熱体70の種類は問わないが、例えば、熱板や通電加熱体が適用可能である点は上記第1の実施の形態におけると同様である。なお、例えば、ハウジング30をASAで成形した場合、ハウジング30の溶着面33は180℃〜220℃の範囲内で加熱されるのが望ましい。
ハウジング30の溶着面33を所望の温度まで加熱したら、レンズ20の溶着面22をハウジング30の溶着面33に接触させ(図5参照)、その状態で、レーザー溶着を行う。なお、この場合のレーザー光61の照射向きに関しては上記第1の実施の形態において説明したのと同じことがいえる。また、レンズ20の溶着面22をハウジング30の溶着面33に接触させる場合、レンズ20をハウジング30の方へ、又は、ハウジング30をレンズ20の方へ加圧すると良いことも上記第1の実施の形態において説明したとおりである。
以上のようにして、レンズ20の溶着面22がハウジング30の溶着面33にその全周に亘って確実に接合される。
なお、上記2つの実施の形態においては、レンズ20の溶着面22かハウジング30の溶着面33の何れか一方を加熱軟化させるように説明したが、レンズ20の溶着面22及びハウジング30の溶着面33の双方を加熱軟化させるようにしても良いことは勿論である。
図6は本発明車輌用灯具の製造方法の第3の実施の形態を示すものである。
上記した2つの実施の形態においては、レンズ20とハウジング30の溶着面22、33の一方又は双方を全周に亘って加熱軟化させるように説明したが、上記溶着面22、33の一方又は双方の一部を加熱軟化させるようにしても良い。
例えば、レンズ20の溶着面22とハウジング30の溶着面33とが接触を開始する部分が予測されている場合には、該最初に接触されることが予測される部分の溶着面22及び/又は33のみをを加熱軟化させておくことも可能である。例えば、図6に示すような形状をした車輌用灯具10の場合、2つの対角部80、80においてレンズ20の溶着面22とハウジング30の溶着面33とが接触を開始することが予測される。従って、上記対角部(予測部分)80、80の溶着面22及び/又は33を加熱軟化させておけば、2つの溶着面22、33を接触させたときに、上記予測部分80、80の溶着面22、33同士が最初に接触し、且つ、変形して、これによって、他の部分においても溶着面22と33とが接触することになり、レーザー溶着が可能になる。
そして、図示は省略してあるが、レンズ20の溶着面22とハウジング30の溶着面33とが全周において接触した状態においてレーザー溶着を行う。
また、上記した実施の形態において示した各部の具体的形状及び構造は、何れも本発明を実施するに際して行う具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
車輌用灯具、特に大型の車輌用灯具におけるハウジングとレンズとの接合に適用して、外観を損ねること無しに、確実な接合を行うことが出来る。
車輌用灯具の一例を示す概略断面図である。 図3と共に本発明車輌用灯具の製造方法の第1の実施の形態を示すものであり、本図は予備加熱工程を示す概略断面図である。 レーザー溶着工程を示す概略断面図である。 図5と共に本発明車輌用灯具の製造方法の第2の実施の形態を示すものであり、本図は予備加熱工程を示す概略断面図である。 レーザー溶着工程を示す概略断面図である。 本発明車輌用灯具の製造方法の第3の実施の形態を説明するための車輌用灯具の正面図である。
符号の説明
10…車輌用灯具、20…レンズ、22…溶着面(溶着部)、30…ハウジング、33…溶着面(溶着部)、50…加熱体、51…伝熱端、52…突条部、70…加熱体、71…伝熱端、72…突条部

Claims (3)

  1. レンズとハウジングとがレーザー溶着によって接合される車輌用灯具の製造方法であって、
    レンズ及びハウジングはそれぞれ溶着部を備え、
    レンズ及び/又はハウジングの溶着部の少なくとも一部を加熱して軟化させる予備加熱工程と、
    レンズの溶着部とハウジングの溶着部とを接触させる工程と、
    レンズの溶着部とハウジングの溶着部とをレーザー溶着する工程とを備え
    上記予備加熱工程は上記溶着部と非接触の状態で行われ、
    加熱体の伝熱端は加熱体から突出させた突条部の先端に設けられ、上記溶着部の溶着面の形状に適合するように成形された
    ことを特徴とする車輌用灯具の製造方法。
  2. レンズの溶着部とハウジングの溶着部とを接触させる工程において、一方を加圧してレンズの溶着部とハウジングの溶着部とを圧着させる
    ことを特徴とする請求項1に記載の車輌用灯具の製造方法。
  3. 上記予備加熱工程は通電発熱体によって成される
    ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車輌用灯具の製造方法。
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