JP5455511B2 - プラスチック製照明カバーの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、発光ダイオードなどを光源とする照明器具の改良、更に詳しくは、簡素な工程で、強度が高く、かつ、光源からの光を確実に拡散することができるプラスチック製照明カバーの製造方法に関するものである。

周知のとおり、近年の発光ダイオードは輝度が高いため、照明用の光源として積極的に使用されており、この際、発光ダイオードにカバーを被覆して直射光線を拡散して光量を調節する。

従来、このように光量を調節することができるカバー部材としては、このカバー材のプラスチック材料に光拡散剤を練り込んで成形したものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、光拡散剤の材料自体についてのコストがかかってしまうし、また、混練する際にムラができないように製造精度も要求されることから、これまたコスト増を生じてしまうという問題があった。

また、押出成形法によって、カバー部材の表面に凹凸溝を形成することによって、この凹凸部分によって光源からの光を散乱させるものが開示されている（例えば、特許文献２参照）。

しかしながら、プラスチック材料の押出成形法はダイの形状によって成形品の断面形状が決定してしまうため、カバー材の表面に凹凸溝を成形する場合は、押出方向である本体の長手方向に亙るものしか成形することができず、このような長手方向に亙る凹凸溝は、この凹凸溝に沿って割れ易いという問題があった。

特開２００６−２３７１１４号公報 登録実用新案第３１０２０８３号公報

本発明は、従来の発光ダイオードなどに用いる照明カバーに上記問題があったことに鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、簡素な工程で、強度が高く、かつ、光源からの光を確実に拡散することができるプラスチック製照明カバーの製造方法を提供することにある。

本発明者が上記技術的課題を解決するために採用した手段を、添付図面を参照して説明すれば、次のとおりである。

即ち、本発明は、熱可塑性樹脂材料を押出成形機によって略平板状に押し出して、略直線状の断面形状の本体部11およびこの本体部11の幅方向の両端部にはそれぞれ掛止凸部12・12を有するカバー部材１の基板Ａを作製する一方、
帯熱軟化状態の当該基板Ａの本体部11の片面または両面に対して、凹凸パターンを型押し加工して、本体部11の表面に凹凸溝13を形成すると共に、
当該基板Ａが帯熱軟化状態にあるうちに、この基板Ａを、略直線状の断面形状である賦形金型２の入口ダイ21に挿入していき、
この賦形金型２のキャビティ内において、両壁面に挟まれる領域が直線状から逓次的に弯曲形状に変化していく壁面形状に沿って、挿入された本体部11を弯曲賦形せしめて、弯曲状の出口ダイ22から押し出すことによって、
弯曲躯体の少なくとも内側面の周方向に沿って連続する凹凸溝13により、弯曲面内側における光源からの光照射を拡散可能な光拡散面を形成するという技術的手段を採用したことによって、プラスチック製照明カバーの製造方法を完成させた。

また、本発明は、熱可塑性樹脂材料を押出成形機によって所定曲率の弯曲状に押し出して、弯曲断面形状の本体部11およびこの本体部11の幅方向の両端部にはそれぞれ掛止凸部12・12を有するカバー部材１の基板Ａを作製する一方、
帯熱軟化状態の当該基板Ａを略平板状に付勢展開して、本体部11の片面または両面に対して、凹凸パターンを型押し加工して、本体部11の表面に凹凸溝13を形成すると共に、
当該基板Ａが帯熱軟化状態にあるうちに、この基板Ａを、所定曲率の弯曲断面形状である賦形金型２の入口ダイ21に挿入していき、
この賦形金型２のキャビティ内において、両壁面に挟まれる領域が所定曲率の弯曲断面壁面または逓次的に曲率増大する弯曲形状に変化していく壁面形状に沿って、挿入された本体部11を弯曲賦形せしめて、弯曲状の出口ダイ22から押し出すことによって、
弯曲躯体の少なくとも内側面の周方向に沿って連続する凹凸溝13により、弯曲面内側における光源からの光照射を拡散可能な光拡散面を形成するという技術的手段を採用することができる。

また、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、カバー部材１の本体部11の表面において、幅方向に亙る直線状の凹凸溝13・13…を平行に形成するという技術的手段を採用することができる。

更にまた、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、カバー部材１を間欠動して、鉛直方向に昇降動する押圧プレス機Ｐによって凹凸パターンを本体部11の表面に型押し加工して、凹凸溝13を連続的に形成するという技術的手段を採用することができる。

更にまた、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、カバー部材１を連続的に移送するとともに、表面に凹凸パターンを有する転圧ロールＲを本体部11の表面に型押し加工して、凹凸溝13を連続的に形成するという技術的手段を採用することができる。

更にまた、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、賦形金型２の出口ダイ22の弯曲形状を略半円の弧状にするという技術的手段を採用することができる。

本発明にあっては、熱可塑性樹脂材料を押出成形機によって略平板状に押し出して、略直線状あるいは小曲率弯曲の断面形状の本体部およびこの本体部の幅方向の両端部にはそれぞれ掛止凸部を有するカバー部材の基板を作製する一方、帯熱軟化状態の当該基板の本体部の片面または両面に対して、凹凸パターンを型押し加工して、本体部の表面に凹凸溝を形成すると共に、当該基板が帯熱軟化状態にあるうちに、この基板を、賦形金型の入口ダイに挿入していき、この賦形金型のキャビティ内において、両壁面に挟まれる領域が逓次的に弯曲形状に変化していく壁面形状に沿って、挿入された本体部を弯曲賦形せしめて、弯曲状の出口ダイから押し出すことによって、弯曲躯体の少なくとも内側面の周方向に沿って連続する凹凸溝により、弯曲面内側における光源からの光照射を拡散可能な光拡散面を形成することができる。

したがって、本発明のプラスチック製照明カバーの製造方法を使用することにより、簡素な工程で、強度が高く、かつ、光源からの光を確実に拡散することができることから、照明カバーを製造する方法としての利用価値は頗る大きいと云える。

本発明の第１実施形態のカバー部材の製造工程を表わす斜視図である。 本発明の第１実施形態のカバー部材の製造工程を表わす断面図である。 本発明の第１実施形態のカバー部材の製造工程を表わす断面図である。 本発明の第１実施形態のカバー部材の製造工程を表わす断面図である。 本発明の第１実施形態のカバー部材の製造工程を表わす断面図である。 本発明の第１実施形態のカバー部材の中間製品を表わす斜視図である。 本発明の第１実施形態の賦形金型の構造を表わす斜視図である。 本発明の第１実施形態の賦形金型の構造を表わす斜視図である。 本発明の第１実施形態のカバー部材を表わす斜視図である。 本発明の第１実施形態のカバー部材の使用状態を表わす斜視図である。 本発明の第２実施形態のカバー部材の製造工程を表わす斜視図である。 本発明の第２実施形態の賦形金型の構造を表わす斜視図である。 本発明の実施形態のカバー部材の変形例の中間製品を表わす斜視図である。 本発明の実施形態のカバー部材の変形例を表わす斜視図である。

本発明を実施するための形態を具体的に図示した図面に基づいて更に詳細に説明すると次のとおりである。

『第１実施形態』
本発明の第１実施形態を図１から図１０に基づいて説明する。図中、符号１で指示するものはカバー部材であり、また、符号２で指示するものは賦形金型である。

しかして、本実施形態におけるプラスチック製照明カバーを製造する方法を以下に説明する。まず、熱可塑性樹脂材料を押出成形機Ｍによって略平板状に押し出して、略直線状の断面形状の本体部11およびこの本体部11の幅方向の両端部にはそれぞれ掛止凸部12・12を有するカバー部材１の基板Ａを作製する（図１参照）。

本実施形態では、このカバー部材１の材料である熱可塑性樹脂として、強度や成形性、透明性の面からポリカーボネート（ＰＣ）やポリメタクリル酸メチル樹脂（アクリル）（ＰＭＭＡ）を採用する。

次に、帯熱軟化状態の基板Ａの本体部11の片面（または両面）に対して、凹凸パターンを型押し加工して、本体部11の表面に凹凸溝13を形成する。本実施形態では、例えば、図２から図４に示すように、カバー部材１を間欠動（ストップ・ゴー・ストップ…の動作）して送り出す一方、鉛直方向に昇降動する押圧プレス機Ｐによって、凹凸パターンを本体部11の表面に型押し加工して、凹凸溝13を連続的に形成することができる。この凹凸溝13は、凹凸形状や波形状、鋭角形状などにして、ピッチ（間隔）が０．０１〜３ｍｍで、深さが０．０１〜１ｍｍで転写することができる。なお、カバー部材１の送り出しは間欠動に限らず、一定速度で連続的に送り出すこともでき、この際、押圧プレス機Ｐをこの送出速度に同期させて移動しながら型押し加工することができる。

更に、本実施形態では、カバー部材１の本体部11の表面において、幅方向に亙る直線状の凹凸溝13・13…を平行に形成することができる。

なお、図５に示すように、カバー部材１を連続的に移送するとともに、表面に凹凸パターンを有する転圧ロールＲを本体部11の表面に型押し加工して、凹凸溝13を連続的に形成することもできる。

次いで、図６に示すような中間製品であるこの基板Ａを、当該基板Ａが帯熱軟化状態にあるうちに、賦形金型２の入口ダイ21（本実施形態では、略直線状の断面形状）に挿入していく。即ち、この入口ダイ21の形状は、略直線状の断面形状の本体部11およびこの本体部11の幅方向の両端部にそれぞれ掛止凸部12・12を有する断面形状より一回り大きめの形状に作製されている。

そして、この賦形金型２のキャビティ内において、両壁面に挟まれる領域が直線状から逓次的に弯曲形状に変化していく壁面形状に沿って、挿入された本体部11を弯曲賦形せしめて、弯曲状（本実施形態では、略半円の弧状）の出口ダイ22から押し出す（図７および図８参照）。この際、キャビティ内において、本体部11の通過賦形時に金型壁面が凹凸溝13の成形面を擦過しないようにすることが好ましい。

そして、出口ダイ22から押し出されたカバー部材１は、前記賦形金型２のサイジングダイにより冷却されるか、あるいは、排出後に自然冷却や積極冷却することによって硬化して、本発明のプラスチック製照明カバーを完成する（図９参照）。

以上の方法により製造したことにより、弯曲躯体の少なくとも内側面の周方向に沿って連続する凹凸溝13により、弯曲面内側における光源からの光照射を拡散可能な光拡散面を形成することができる。

そして、本発明のカバー部材１は、図１０に示すように、例えば、発光ダイオードなどの光源Ｌが固定されたアルミ製のケーシングＣと掛合凸部12・12により挟持して組み合わされて、照明器具を構成することができる。

『第２実施形態』
本発明の第２実施形態を図１１および図１２に基づいて説明する。本実施形態では、熱可塑性樹脂材料を押出成形機Ｍによって所定曲率の弯曲状に押し出して、弯曲断面形状の本体部11およびこの本体部11の幅方向の両端部にはそれぞれ掛止凸部12・12を有するカバー部材１の基板Ａを作製する（図１１参照）。

次に、帯熱軟化状態の基板Ａを略平板状に付勢展開する。この付勢展開については、塑性変形にまで至らないように、弾性変形の範囲内の応力で負荷をかける。そして、略平板状にした状態で、第１実施形態と同様に、本体部11の片面（または両面）に対して、凹凸パターンを型押し加工して、本体部11の表面に凹凸溝13を形成する。

このような製造方法を採用することにより、本体部11の表面における樹脂の分子配向を周方向に揃えて強度を向上させることができるとともに、凹凸溝13の形態を安定させることができる。

次いで、図１２に示すように、基板Ａが帯熱軟化状態にあるうちに、賦形金型２の入口ダイ21（本実施形態では、前記所定曲率の弯曲断面形状）に挿入していく。即ち、この入口ダイ21の形状は、前記押出成形機Ｍから押し出された弯曲断面形状の本体部11およびこの本体部11の幅方向の両端部にそれぞれ掛止凸部12・12を有する断面形状より一回り大きめの形状に作製されている。

そして、この賦形金型２のキャビティ内において、両壁面に挟まれる領域が曲率の小さい弯曲状から逓次的に曲率が増大する弯曲形状に変化していく壁面形状に沿って、挿入された本体部11を弯曲賦形せしめて、弯曲状の出口ダイ22から押し出す。なお、この際、入口ダイ21の形状と出口ダイ22の形状が共に前記押出成形機Ｍから押し出された弯曲断面形状のままの所定曲率の弯曲断面壁面を有するキャビティであって、このキャビティ内において通過賦形させるものであっても良い。

また、前記第１実施形態と同様、出口ダイ22から押し出されたカバー部材１は、前記賦形金型２のサイジングダイにより冷却されるか、あるいは、排出後に自然冷却や積極冷却することによって硬化して、本発明のプラスチック製照明カバーを完成する。

本発明は、概ね上記のように構成されるが、図示の実施形態に限定されるものでは決してなく、「特許請求の範囲」の記載内において種々の変更が可能であって、例えば、カバー部材１の凹凸溝13の形状は、図１３および図１４に示すように、互いに交差した凹凸パターンであっても良い。

また、カバー部材１の樹脂材料に周知の光拡散剤を混練して半透明に成形することができ、この光拡散剤としては、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、石英、チタン酸バリウムなどを使用することができる。

更にまた、カバー部材１の断面形状は、略半円状のものに限らず、優弧形状または劣弧形状や、三角形や四角形などの多角形などであっても良く、これら何れのものも本発明の技術的範囲に属する。

１ カバー部材
11 本体部
12 掛止凸部
13 凹凸溝
Ａ 基板
２ 賦形金型
21 入口ダイ
22 出口ダイ
Ｍ 押出成形機
Ｐ 押圧プレス機
Ｒ 転圧ロール
Ｌ 光源
Ｃ ケーシング

Claims (6)

1. 熱可塑性樹脂材料を押出成形機によって略平板状に押し出して、略直線状の断面形状の本体部11およびこの本体部11の幅方向の両端部にはそれぞれ掛止凸部12・12を有するカバー部材１の基板Ａを作製する一方、
   帯熱軟化状態の当該基板Ａの本体部11の片面または両面に対して、凹凸パターンを型押し加工して、本体部11の表面に凹凸溝13を形成すると共に、
   当該基板Ａが帯熱軟化状態にあるうちに、この基板Ａを、略直線状の断面形状である賦形金型２の入口ダイ21に挿入していき、
   この賦形金型２のキャビティ内において、両壁面に挟まれる領域が直線状から逓次的に弯曲形状に変化していく壁面形状に沿って、挿入された本体部11を弯曲賦形せしめて、弯曲状の出口ダイ22から押し出すことによって、
   弯曲躯体の少なくとも内側面の周方向に沿って連続する凹凸溝13により、弯曲面内側における光源からの光照射を拡散可能な光拡散面を形成することを特徴とするプラスチック製照明カバーの製造方法。
2. 熱可塑性樹脂材料を押出成形機によって所定曲率の弯曲状に押し出して、弯曲断面形状の本体部11およびこの本体部11の幅方向の両端部にはそれぞれ掛止凸部12・12を有するカバー部材１の基板Ａを作製する一方、
   帯熱軟化状態の当該基板Ａを略平板状に付勢展開して、本体部11の片面または両面に対して、凹凸パターンを型押し加工して、本体部11の表面に凹凸溝13を形成すると共に、
   当該基板Ａが帯熱軟化状態にあるうちに、この基板Ａを、所定曲率の弯曲断面形状である賦形金型２の入口ダイ21に挿入していき、
   この賦形金型２のキャビティ内において、両壁面に挟まれる領域が所定曲率の弯曲断面壁面または逓次的に曲率が増大する弯曲形状に変化していく壁面形状に沿って、挿入された本体部11を弯曲賦形せしめて、弯曲状の出口ダイ22から押し出すことによって、
   弯曲躯体の少なくとも内側面の周方向に沿って連続する凹凸溝13により、弯曲面内側における光源からの光照射を拡散可能な光拡散面を形成することを特徴とするプラスチック製照明カバーの製造方法。
3. カバー部材１の本体部11の表面において、幅方向に亙る直線状の凹凸溝13・13…を平行に形成することを特徴とする請求項１または２記載のプラスチック製照明カバーの製造方法。
4. カバー部材１を間欠動して、鉛直方向に昇降動する押圧プレス機Ｐによって凹凸パターンを本体部11の表面に型押し加工して、凹凸溝13を連続的に形成することを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載のプラスチック製照明カバーの製造方法。
5. カバー部材１を連続的に移送するとともに、表面に凹凸パターンを有する転圧ロールＲを本体部11の表面に型押し加工して、凹凸溝13を連続的に形成することを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載のプラスチック製照明カバーの製造方法。
6. 賦形金型２の出口ダイ22の弯曲形状を略半円の弧状にすることを特徴とする請求項１〜５の何れか一つに記載のプラスチック製照明カバーの製造方法。