JP4626575B2 - 車両用灯具のリフレクタ - Google Patents

Description

本発明は、車両用灯具のリフレクタに関する。

車両用灯具は高輝度の電球を使用しており、当該車両用灯具を点灯させた際にフィラメントから発生する熱の影響でリフレクタが高温となるため、従来は、リフレクタの基体として耐熱性の高いポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂を使用していた（例えば特許文献１）。

この特許文献１では、車両用灯具のリフレクタはＰＥＩ樹脂を用いて凹状に射出成形されており、その凹部の内面を反射面としている。当該反射面はアルミニウムを塗布して蒸着膜を形成している。
特開２００４−１４４２４号公報

しかしながら、ＰＥＩ樹脂は溶融粘度が高く流動性が低いため、射出成形する際に、金型の端部まで樹脂を充填させにくく、金型の形状を転写するのが難しい。その対策としては、射出圧力を高めればよいが、射出された樹脂は金型の端部に向かって流れるにつれてその圧力が低下するため、車両用リフレクタのように比較的大型のものを成形すると、射出された樹脂が金型の端部に到達する頃には圧力が大きく低下してしまい、リフレクタを金型形状通りに成形できなくなるおそれがあった。その結果、車両用灯具としての光学的性能を発揮できなくなるおそれがあった。

そこで、本発明は、射出成形時の成形性がよく、光学的性能の低下を抑制することができる車両用灯具のリフレクタを得ることを目的とする。

請求項１の発明にあっては、前方に配置された点灯用の光源からの光を前方に反射させる反射面を有する車両用灯具のリフレクタであって、前記リフレクタは、第一の耐熱性樹脂材と、当該第一の耐熱性樹脂材よりも耐熱性が高い第二の耐熱性樹脂材とを含む複数種類の樹脂材によって一体に成形されており、前記反射面は、前記リフレクタの前記第一の耐熱性樹脂材が用いられた部位に形成された領域と、前記リフレクタの前記第二の耐熱性樹脂材が用いられた部位に形成された領域と、を有するとともに、前記第一の耐熱性樹脂材と前記第二の耐熱性樹脂材とが、その境界で互いに直接接合されており、前記第一の耐熱性樹脂材と前記第二の耐熱性樹脂材とが相溶性を有していることを特徴とする。

請求項２の発明にあっては、請求項１に記載の車両用灯具のリフレクタであって、前記リフレクタにはソケット取付孔が形成されており、当該ソケット取付孔の周縁部が前記第二の耐熱性樹脂材によって成形されたことを特徴とする。

請求項３の発明にあっては、請求項１または請求項２に記載の車両用灯具のリフレクタであって、前記リフレクタの内面に、複数の反射セグメントを分割形成し、相互に隣接する反射セグメント同士の境界を前記第一の耐熱性樹脂材と前記第二の耐熱性樹脂材との境界としたことを特徴とする。

請求項４の発明にあっては、請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用灯具のリフレクタであって、複数の前記樹脂材のうち溶融温度が低い樹脂材から順に成形したことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、リフレクタを第一の耐熱性樹脂材と、当該第一の耐熱性樹脂材よりも耐熱性が高い第二の耐熱性樹脂材とを含む複数種類の樹脂材によって成形することで、射出成形時の流動性が低い樹脂材を使用したとしても、その使用範囲が狭いため、金型の端部まで樹脂を充填させることができる。その結果、リフレクタの成形性の向上を図ることができる。

請求項２の発明によれば、リフレクタに形成されたソケット取付孔の周縁部も第二の耐熱性樹脂材を使用する領域に含まれるため、ソケット取付孔の周縁部の熱による変形を抑制することができ、ソケット取付孔の周縁部が変形することによる光源の位置ずれを抑制することができる。

また、異なる樹脂材料を連設して面を形成する場合、線膨張特性の違い等から当該面はそれらの境界で歪む場合があるが、請求項３の発明によれば、リフレクタの内面に、複数の反射セグメントを分割形成し、相互に隣接する反射セグメント同士の境界を第一の耐熱性樹脂材と第二の耐熱性樹脂材との境界としたため、仮に第一の耐熱性樹脂材と第二の耐熱性樹脂材との境界で面が歪んだとしても、当該境界は、配光特性に与える影響が少ないセグメント境界となるので、リフレクタの光学的性能の低下を抑制することができる。

請求項４の発明によれば、リフレクタを複数の前記樹脂材のうち溶融温度が低い樹脂材から順に成形したため、先に成形された溶融点の低い樹脂の端縁部にそれよりも高い温度で溶融した樹脂が接触することとなり、当該端縁部が溶融する。その結果、溶融点が高い樹脂を先に形成した場合に比べて、２つの樹脂がその境界部で混合しやすくなり、当該２つの樹脂を容易に結合させることができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本実施形態にかかる車両用灯具の縦断面図、図２は、車両用灯具のリフレクタの正面図、図３は、リフレクタの加工状態を示す図であって、（ａ）は、リフレクタの１次加工した状態を示す正面図、（ｂ）は、リフレクタの２次加工した状態を示す正面図、図４は、ランプ点灯時のリフレクタの裏側における温度分布図である。なお、以下では自動車のヘッドランプについて例示する。

本実施形態にかかるヘッドランプ（車両用灯具）１は、ハウジング２とレンズ３とを備え、これらハウジング２とレンズ３とによって形成される灯室４内に、点灯用の光源５としてのハロゲンランプ５ａが配置され、その後方に、樹脂製のリフレクタ６が配置されている。なお、図１中、１８はレンズ３から内部構造物が見えないように隠蔽するインナパネルである。

そして、ヘッドランプ１を点灯させると、光源５から出射された光がリフレクタ６によって前方に反射されてレンズ３を透過し、外部が照射される。

リフレクタ６は、正面視で略円形をしており、射出成形によって凹部９を有するボウル状に形成されている。そして、リフレクタ６の中央部には、ソケット取付孔８が設けられており、上記ハロゲンランプ５ａが取り付けられたソケット７をソケット取付孔８に挿入して取り付けることで光源５の位置決めがなされている。

また、リフレクタ６の内面には、アルミ蒸着もしくは高反射塗装などが施されており、光源からの光を所定の方向に反射させる反射面１１を形成している。本実施形態では、図２に示すように、反射面１１は、複数の反射セグメント１１ａに分割形成されており、これら複数の反射セグメント１１ａの反射領域が光源５からの光を所定の方向に反射させることで、所定の配光特性が得られるようになっている。

本実施形態では、リフレクタ６は、２種類の樹脂材によって成形されている。具体的には、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂（第一の耐熱性樹脂材）１２と、ＰＣ樹脂１２よりも耐熱性が高いポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂（第二の耐熱性樹脂材）１３とによって成形されている。ＰＣ樹脂１２およびＰＥＩ樹脂１３は、ともに成形後の表面平滑性に優れた樹脂である。また、これら２つの樹脂は、互いに相溶性を有するものである。

そして、ハロゲンランプ５ａを点灯した際にリフレクタ６の中で表面温度が比較的高温となる部位にＰＥＩ樹脂１３を使用する一方、その他の比較的低温となる部位にＰＣ樹脂１２を使用している。本実施形態では、リフレクタ６の表面温度が約１４５℃以上になる領域とソケット取付孔周縁部８ａとを含む領域、すなわち、図４の破線で囲まれた領域ＡでＰＥＩ樹脂１３を用いている。

さらに、本実施形態では、図３（ｂ）に示すように、複数の反射セグメント１１ａの内で、領域Ａとそれ以外の領域Ｂとの境界線（図４の破線部）を有する反射セグメント１１ａとそれに隣接する領域Ｂ内の反射セグメント１１ａとが接する部分（相互に隣接する反射セグメント１１ａ，１１ａ同士の境界１５）が、ＰＣ樹脂１２とＰＥＩ樹脂１３との境界１４となるようにすることで、反射セグメント１１ａの反射領域内、すなわち、配光特性に影響を与える部位内に、ＰＣ樹脂１２とＰＥＩ樹脂１３との境界１４が形成されないようにしている。すなわち、本実施形態では、ソケット取付孔周縁部８ａとその上側部分がＰＥＩ樹脂１３によって成形されている。

そして、本実施形態では、ＰＣ樹脂１２とＰＥＩ樹脂１３の２種類の樹脂を使用して２色成形法によってリフレクタ６が製造されている。

具体的には、まず、溶融点の低いＰＣ樹脂１２を用いて射出成形することで、図３（ａ）に示すような一次成形品１６を製造し、その後に、一次成形品１６に、溶融点の高いＰＥＩ樹脂１３を二次射出して結合させることで、図３（ｂ）に示すような二次成形品１７、すなわち２種類の樹脂によって成形されたリフレクタ６が製造される。

以上の本実施形態によれば、リフレクタ６をＰＣ樹脂１２と、当該ＰＣ樹脂１２よりも耐熱性が高いＰＥＩ樹脂１３とを含む複数種類の樹脂材によって成形することで、ＰＥＩ樹脂１３のように射出成形時の流動性が低い樹脂を使用したとしても、その使用範囲を、リフレクタ６の中で表面温度が比較的高温となる部位に限定することができるため、ＰＥＩ樹脂１３だけで成形する場合と比べて金型の端部まで樹脂を充填させやすくなり、リフレクタ６の形状の歪みを抑制することができる。すなわち、リフレクタ６の成形性の向上を図ることができ、リフレクタ６の形状の歪み等によるヘッドランプ１の光学的性能の低下を抑制することができる。

また、本実施形態によれば、リフレクタ６に形成されたソケット取付孔周縁部８ａにもＰＥＩ樹脂１３を使用しているため、ソケット取付孔周縁部８ａが熱により変形することを抑制することができ、ソケット取付孔周縁部８ａが変形することで光源５が位置ずれしてしまうことを抑制することができる。

また、本実施形態によれば、リフレクタ６の内面に、複数の反射セグメント１１ａを分割形成し、相互に隣接する反射セグメント１１ａ，１１ａ同士の境界をＰＣ樹脂１２とＰＥＩ樹脂１３との境界１４としたため、仮にＰＣ樹脂１２とＰＥＩ樹脂１３との境界１４で面が歪んだとしても、当該境界１４は、反射セグメント１１ａの反射領域内、すなわち、配光特性に影響を与える部位内には設けられていないので、歪みが配光特性に与える影響を抑制することができ、リフレクタ６の光学的性能の低下を抑制することができる。また、個々の反射セグメント１１ａの反射領域を同一の樹脂材で成形することができるため、反射領域内に異なる樹脂材料の境界が成形された場合に比べ、乱反射等の発生を抑制することができる。

さらに、本実施形態によれば、先に溶融点の低いＰＣ樹脂１２を用いて射出成形し、その後に溶融点の高いＰＥＩ樹脂１３を二次射出して結合させることでリフレクタ６を成形することで、先に成形されたＰＣ樹脂１２製の一次成形品１６の端縁部１６ａに、ＰＣ樹脂１２の溶融点よりも高い温度で溶融したＰＥＩ樹脂１３が接触して当該端縁部１６ａが溶融する。その結果、溶融点が高いＰＥＩ樹脂１３を先に形成した場合に比べて、２つの樹脂がその境界部で混合しやすくなり、当該２つの樹脂を容易に結合させることができる。すなわち、溶融温度が低いＰＣ樹脂１２から先に成形することで、より高い温度で溶融したＰＥＩ樹脂１３の熱を利用して２色成形を行うことができる。

また、本実施形態では、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂１２と、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂１３とを用いているため、その成形品の表面を平滑にすることができる。さらに、このＰＣ樹脂１２とＰＥＩ樹脂１３とは互いに相溶性を有しているため、２つの樹脂が混ざりやすく、２色成形時の成形性を向上させることができる。その結果、リフレクタ６の表面およびＰＣ樹脂１２とＰＥＩ樹脂１３との境界１４部分にバリが生じたりすることを抑制できるため、アルミニウムを蒸着させる前の下処理工程を省くことができ、作業の効率化及びコスト削減を図ることが可能になるという利点もある。

本発明の車両用灯具のリフレクタは、上記実施形態を例にして説明したが、この実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができる。

例えば、上記実施形態においては、車両用灯具のリフレクタとして、ヘッドランプを例示したが、これに限らずフォグランプ、テイルランプ、ルームランプ等でもよい。

また、上記実施形態においては、ハロゲンランプを使用したが、例えばキセノンランプやＬＥＤランプでもよく種々のランプを用いることができる。

また、上記実施形態においては、２種類の樹脂として、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂と、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂とを用いているが、耐熱性の異なる２つの樹脂であれば他の組み合わせであってもよい。また、３種類以上の樹脂を用いて多色成形によってリフレクタを成形してもよい。このように複数の樹脂を用いる場合には、互いに相溶性を有し、表面が平滑になるもの同士を選択するのが好適である。

また、上記実施形態においては、リフレクタの表面温度が約１４５℃以上になる領域でＰＥＩ樹脂を使用しているが、ＰＥＩ樹脂の使用領域としては、種々の領域を設定することが可能である。

また、上記実施形態においては、リフレクタの反射面が複数の反射セグメントに分割されているが、分割しなくてもよい。また、複数に分割するとともにその境界部分に段差を設けるようにしてもよい。

本発明の実施形態にかかる車両用灯具の縦断面図。 本発明の実施形態にかかる車両用灯具のリフレクタの正面図。 本発明の実施形態にかかるリフレクタの加工状態を示す図であって、（ａ）は、リフレクタの１次加工した状態を示す正面図、（ｂ）は、リフレクタの２次加工した状態を示す正面図。 本発明の実施形態にかかるランプ点灯時のリフレクタの裏側における温度分布図。

符号の説明

１ ヘッドランプ（車両用灯具）
５ 光源
６ リフレクタ
８ ソケット取付孔
８ａ ソケット取付孔周縁部（ソケット取付孔の周縁部）
１１ａ 反射セグメント
１２ ＰＣ樹脂（第一の耐熱性樹脂材）
１３ ＰＥＩ樹脂（第二の耐熱性樹脂材）
１４ 境界（第一の耐熱性樹脂材と第二の耐熱性樹脂材との境界）
１５ 境界（相互に隣接する反射セグメント同士の境界）

Claims (4)

1. 前方に配置された点灯用の光源からの光を前方に反射させる反射面を有する車両用灯具のリフレクタであって、
   前記リフレクタは、第一の耐熱性樹脂材と、当該第一の耐熱性樹脂材よりも耐熱性が高い第二の耐熱性樹脂材とを含む複数種類の樹脂材によって一体に成形されており、
   前記反射面は、前記リフレクタの前記第一の耐熱性樹脂材が用いられた部位に形成された領域と、前記リフレクタの前記第二の耐熱性樹脂材が用いられた部位に形成された領域と、を有するとともに、前記第一の耐熱性樹脂材と前記第二の耐熱性樹脂材とが、その境界で互いに直接接合されており、
   前記第一の耐熱性樹脂材と前記第二の耐熱性樹脂材とが相溶性を有していることを特徴とする車両用灯具のリフレクタ。
2. 前記リフレクタにはソケット取付孔が形成されており、当該ソケット取付孔の周縁部が前記第二の耐熱性樹脂材によって成形されたことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具のリフレクタ。
3. 前記リフレクタの内面に、複数の反射セグメントを分割形成し、相互に隣接する反射セグメント同士の境界を前記第一の耐熱性樹脂材と前記第二の耐熱性樹脂材との境界としたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用灯具のリフレクタ。
4. 複数の前記樹脂材のうち溶融温度が低い樹脂材から順に成形したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用灯具のリフレクタ。

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