JPH0115041B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は特にヘツドランプ用樹脂製リフレクタ
ーに関するもので、更に詳細には、点灯時に基体
の温度分布が比較的均一であり、耐熱性の良好な
ランプ用樹脂製リフレクターに関するものであ
る。 従来自動車等のヘツドランプ用リフレクターと
しては鉄等の金属素材を深絞り加工したものを基
体とし、その基体にベースコートを施したものに
アルミニウム等の金属を真空蒸着し、更にその上
に金属膜を保護するためのトツプコートを施して
反射面を形成したものが一般的に用いられてい
る。しかしながら、金属素材の深絞り加工はその
成形加工性に限界があり設計の自由度が限定され
ていた。また自動車では軽量化の目的から基体の
素材として軽いものを用いることが求められてき
た。これらの理由から、ランプ用リフレクター基
体の素材としてプラスチツクもしくは強化プラス
チツクが検討されてきている。このようなプラス
チツクを素材とする基体は射出成形によつて自由
な形状に成形加工でき重量も軽いという長所を有
するが、耐熱性の面で大きな欠点を有している。
すなわち、自動車用のヘツドランプは配光特性が
極めて重要であり、バルブが発する光の方向は求
める配光特性に適合するように設計されるが、一
般にはある一方向に偏ることが多い。特にすれ違
いビーム（下向き）の時には光はいつたんリフレ
クター反射面の上部にあたつてから反射するよう
に設計されるため、バルブが発する輻射熱もリフ
レクター反射面の上部に偏るためこの部分の温度
が局所的に高くなる。第１図、第２図は従来のヘ
ツドランプ用樹脂製リフレクターおよびバルブの
一例を示し組み立て式の角型四灯式のものであ
る。１はリフレクター基体で、その凹部内面２
に、ベースコート、アルミニウムの蒸着、トツプ
コートが順次施してあり反射面３を形成してい
る。尚、これら反射面３を構成する蒸着層、コー
ト層は極めて薄いが、図では拡大して厚く図示し
てある。４はレンズ（図示せず）取付け面、５は
図示せぬ電球用ソケツトの取付孔である。かかる
リフレクターをヘツドランプとして組立てた場合
のバルブ６は二点鎖線で示した位置になる。バル
ブ６はメインビームのためのフイラメント７とデ
イマ用フイラメント８が設けられており、デイマ
用フイラメント８の下方には、デイマ用フイラメ
ント８からの光をリフレクター上部に当てる為の
反射体９が設けられている。 このようなヘツドランプを、特にデイマ用フイ
ラメント８を点灯したとき、通常55Wと大きな出
力のものを用いるので光が反射するリフレクター
上部はバルブ６と接近しているためにバルブ６の
輻射熱により高温となる。通常の乗用車に用いる
角型のヘツドランプにおけるリフレクター各部の
温度を測定したところ、第１表のようになつた。

【表】 第１表から明らかなように点灯時高温になるの
はＡの部分であり、長時間点灯した場合にはＡの
部分が、熱変形、変色、ふくれ、分解劣化、反射
率の低下等の不具合を生じて問題となるのであ
る。このために素材であるプラスチツクとして、
Ａの部分の温度すなわち200℃以上に耐えるよう
な耐熱性樹脂を用いることが考えられる。しかし
ながら、そのような耐熱性樹脂は高価であり、一
部だけが高温となるものに用いた場合には極めて
高コストとなる。この問題を解決するためにリフ
レクター内面の極めて高い温度となる部分、すな
わち第３図のＡの部分の反射面から少しバルブ側
に離れた位置にアルミニウム等の金属からなるし
や熱板を取りつける方法が提案されている（米国
特許第4280173号）。１０はアルミニウムのしや熱
板、１１はしや熱板の取りつけ枠である。この方
法においては金属のしや熱板１０はリフレクター
の反射面３との間に空間を有するように取り付け
られなくてはならない。これはしや熱板１０をリ
フレクターの反射面３に直接貼り付けた場合は、
金属の熱伝導が良好なためにしや熱効果が充分に
得られないためである。したがつてこの方法では
しや熱板の取り付け枠１１が必要であり、取り付
け枠はリフレクター本体と同時に射出成形するの
が一般的な方法である。ところが取り付け枠１１
を同時成形する場合は、形状が複雑なため型製作
に費用がかかり、射出成形サイクルも長くなる
他、金属製のしや熱板１０も含めて重量が重くな
るという欠点を有していた。 本発明は以上のような従来技術の問題点に着目
してなされたもので、プラスチツクもしくは強化
プラスチツクを素材として成形した基体の少なく
とも一部に、密度が0.7ｇ／cm³乃至1.9ｇ／cm³であ
り厚さが0.05mm乃至１mmである熱伝導度の異方性
がある可撓性黒鉛シートを、熱伝導が良い方向を
基体の表面に沿うように貼りつけ、該シート面を
含めた基体にベースコートを施したのち、アルミ
ニウム等の金属を真空蒸着し、更にその上にトツ
プコートを施して反射面とすることにより、反射
面の温度分布を均一にし、局所的に高温となるこ
とを防止した耐熱性の良好なランプ用樹脂製リフ
レクターを提供することを目的とする。 第４図は本発明の一態様をあらわす。従来技術
と同じ部分については同じ番号を付し説明を省略
する。１２はリフレクター基体１の凹部上面に添
着した可撓性黒鉛シートである。本発明はフラン
ジ部４を含めて基体１の凹部内面全体にベースコ
ート、真空蒸着、トツプコートからなる表面処理
を施し反射面３としてある。 本発明に用いられるプラスチツク素材はリフレ
クターとして要求される物性を考慮して選ばれ
る。ポリエチレン、ポリプロピレンなど、塗装
性、接着性の良くないものは好ましくない他、強
度、耐熱性が極めて悪いものは用いるべきでな
い。一般的なヘツドランプ用リフレクターでは、
６−ナイロン、６−６ナイロン、変性ポリフエニ
レンオキサイド、ポリカーボネート、ポリエチレ
ンテレフタレートおよびそれらを無機物で強化し
たもので適応できる。フエノール樹脂、ポリエス
テル樹脂等の熱硬化性樹脂を用いても良い。 成形は、一般的なヘツドランプ用リフレクター
では、射出成形で行なうが形状によつてはトラン
スフアー成形も適用できる。 本発明に用いられる可撓性黒鉛シート１２につ
いて以下に説明する。 天然黒鉛、キツシエ黒鉛、熱分解黒鉛等、高度
の層状結晶を有する黒鉛を粉砕し、箔状小片とし
たものを、濃硫酸中で、過マンガン酸カリウム等
の酸化剤を用いて、酸化反応させると、結晶層間
に層間化合物が形成される。反応後十分に水洗
し、乾燥したのち、急激に800℃〜1000℃の温度
に加熱すると、層間化合物が熱分解し、硫黄酸化
物（SOx）が発生し、そのガス圧により黒鉛粒子
は結晶層間に垂直な方向（以下Ｃ方向という）に
10倍〜200倍に膨張し、芋虫状の粒子（以下膨張
黒鉛粒子という）が得られる。可撓性黒鉛シート
は、この膨張黒鉛粒子をカレンダーロール成形ま
たは圧縮成形することによつて得られる。前者に
よる商品としてニカフイルム（日本カーボン(株)
製）、グラフオイル（ユニオンカーバイド社製）、
バルカフオイル（日本バルカ製）などがある。こ
の方法は量産に適した方法であるが、高密度
（1.6ｇ／cm³以上）のものが得にくいため、いつた
んロール成形したものを、所定の形状にうち抜い
たのち、圧縮成形すれば、高密度のものが得られ
る。膨張黒鉛粒子を直接圧縮成形する方法では、
該粒子のかさ比重が極めて小さく取扱いにくいた
め顆粒状化する方法が提案されている。 可撓性黒鉛シートのうち例えば密度1.5ｇ／cm³
のものの特性の中で本発明に特に有用な物性は、
熱伝導度の異方性、および空気中での使用温度範
囲である。このシートの面方向の熱伝導度は、
120Kcal／ｍ・hr・℃で、アルミニウムに近く、
厚さ方向の熱伝導度は、面方向の30分の１であ
る。また、このシートは、有機物を含まないこと
から、空気中においてはその物性は安定である。 本発明の実施にあたつては、密度が0.7ｇ／cm³
乃至1.9ｇ／cm³、厚さが0.05mm乃至１mmの可撓性
黒鉛シートを用いるのが適当である。密度が0.7
ｇ／cm³より小さいときは、強度特に引張強度が弱
く取り扱いにくい他、本発明の目的が充分に達せ
られない。密度が1.9ｇ／cm³より大きいものは極
めて生産が困難であるため高コストとなる欠点が
ある。また厚さが0.05mm未満のものは薄く、強度
が低いため取り扱いにくい他本発明の目的が充分
達せられない。厚さが１mmを超えるものは生産が
困難で高コストとなる欠点がある。 本発明の実施にあたつて可撓性黒鉛シートを貼
りつける反射面が曲面である場合は、それに適合
する形状の黒鉛シートを貼りつける必要がある。
このような曲面の可撓性黒鉛シートを得るために
は、適合する曲面を有する金型を用いて膨張黒鉛
粒子を直接圧縮成形する方法、いつたん平面のシ
ートにしてから上記金型にはさんで加圧変形させ
る方法が一般的である。シートから加圧変形させ
る場合は求める密度より0.2ｇ／cm³〜0.5ｇ／cm³低
い密度のシートを素材として用いるのが良い。曲
面が複雑である場合はラバープレス、更に好まし
くは静水圧を用いたラバープレスでシートから加
圧変形させて成形する方法が用いられる。 本発明において基体をメタライジングし、鏡面
を得るための表面処理について以下に説明する。
表面処理は基体の反射面にベースコートを施した
ものにアルミニウム等の金属を真空蒸着し、更に
その上にトツプコートを施す工程からなる。 ベースコートは基体反射面を平滑にし、金属薄
膜との密着性を良くするとともに、真空中での基
体からの放出ガスを抑えることを目的としてい
る。ベースコート用に用いられる塗料としてはウ
レタン系、ポリエステル系、メラミンアルキド系
など一般的なものが用いられるが、耐熱性および
基体ならびに可撓性黒鉛シートとの密着性を考慮
して選択すべきである。塗装は吹きつけ塗装で行
なわれるがフローコーターを用いてもよい。塗膜
の厚みは10μ〜20μが適当である。 真空蒸着としては抵抗式加熱法またはスパツタ
リング法で行なう。蒸着される金属が抵抗式加熱
法が光択、コスト、蒸着速度の面から有利である
が、クロム、ステンレス等ではスパツタリング法
を用いるのが良い。蒸着膜厚は500Å乃至3000Å
とするのが適当である。 トツプコートは金属膜の保護のために施され
る。塗布方法はベースコートと同様とし膜厚は５
〜15μが適当である。 本発明において可撓性黒鉛シートを基体の反射
面に貼りつける方法としては接着が適当である。
接着剤としては、耐熱性が良い他、基体および可
撓性黒鉛シートに対して接着性の良いものを選
ぶ。一般にはエポキシ系またはフエノール系の接
着剤を用いる。他の方法としては基体の反射面に
ベースコートを塗布し、塗料がタツク性を有する
うちに可撓性黒鉛シートを貼りつけ更にその上か
らベースコートを施しても良い。 以下本発明を実施例および比較例に基づき説明
する。 実施例 プラスチツク素材としては６−ナイロン（以下
NYと称する）（東洋紡製、Ｔ−42202）、ポリエ
チレンテレフタレート（以下PETと称する）（帝
人製、Ｍ−111）、フエノール樹脂（以下PHと称
する）（レゾールタイプガラスフアイバー60重量
％混入）、不飽和ポリエステル樹脂（以下UPと称
する）（三井東圧化学(株)製、エスターBMC）を選
び第１図に示す組み立て式角型４灯式のヘツドラ
ンプ用リフレクターを射出成形して基体とした。 可撓性黒鉛シートとしてはニカフイルムFL−
100（密度1.0ｇ／cm³、厚さ0.2mm）、同FL−200（密
度1.5ｇ／cm³、厚さ0.2mm）（日本カーボン(株)製）
を選び、第１図のリフレクターの下向きの反射面
（Ａ、Ｂを含む平面）の形状に適合するように第
４図の如く切りぬきシート片１２とした。 このようにして得られた２種類のシート片を上
記の４種類の各基体にフエノール系接着材で貼り
つけ充分に硬化させた。 可撓性黒鉛シート面を含む基体の反射面をアセ
トンで洗浄したのちベースコートとして藤倉化成
(株)製EXP1436A、EXP1436BおよびEXP1428Cを
各重量比で100：20：25の量割合で混合したもの
を約20μの厚みで吹きつけ塗装したのち170℃で
１時間焼きつけた。真空蒸着は抵抗式加熱法でア
ルミニウムを700Å蒸着した。トツプコートとし
ては藤倉化成(株)製EXP1434およびSL8395を各重
量比で100：50の割合で混合したものを約10μｍ
の厚みで吹きつけ、塗装したのち70℃で30分間焼
きつけ処理を行なつた。 このようにして８種類のリフレクターＲ−１〜
Ｒ−８を作成した。これを第２表に示す。 比較例 可撓性黒鉛シートを貼り付けなかつた以外は実
施例と全く同一な方法で４種類のリフレクターＣ
−１〜Ｃ−４を作成した。これを第３表に示す。 実施例および比較例で得られた12種類のリフレ
クターＲ−１〜Ｒ−８，Ｃ−１〜Ｃ−４をヘツド
ランプとして組みたて約20℃無風の条件下ですれ
ちがいビーム（55W）で30時間連続照射した。照
射中に第１図に示す反射面のＡ、Ｂ、Ｃの部分、
反射面の裏側でＡ、Ｂ、Ｃの各点に相対する部分
（以下A′、B′、C′）の温度を測定し、第２表およ
び第３表に示す。更に30時間照射後のＡの部分の
変色、ふくれ、熱変形、反射率の低下の有無をも
第２表および第３表に示す。 第２表および第３表から明らかなように可撓性
黒鉛シート１２を貼りつけた本発明のヘツドラン
プ用樹脂製リフレクターは貼りつけないリフレク
ターに比較して熱分布の幅が小さく局所的に高温
となることがないばかりか、全体的に温度が低く
なり、基体であるプラスチツクが熱分解等を起こ
さず長期間にわたつて安定した状態で使用するこ
とができる。

【表】

【表】

【表】 本発明のリフレクターのＡ、Ｂ、ＣおよびA′、
B′、C′の各点の間の温度差が従来のリフレクター
すなわち比較例のリフレクターに比較して各点の
温度差が小さいのは次の理由と考えられる。 本発明においてバルブ６から発せられた輻射熱
はリフレクターの反射面３に貼りつけられた可撓
性黒鉛シートに伝達される。輻射熱の熱流束が反
射面の位置により異なつた場合、可撓性黒鉛シー
トの面方向の熱伝導率が120Kcal／ｍ・hr・℃と
アルミニウムに近く厚さ方向の熱伝導率が
4Kcal／ｍ・hr・℃と面方向の30分の１であるた
め、面方向に熱がすみやかに伝わるため輻射熱の
熱流束の偏りが小さくなり、逆に厚さ方向には熱
が伝わりにくく、基体への熱の伝達が悪くなる。
このように可撓性黒鉛シートが面方向には熱を拡
散し、厚さ方向には熱をしやへいする作用をする
ことから、プラスチツクを素材とする基体２の温
度分布の幅は小さくなり、バルブ６から最も近
く、輻射熱を多く受けるＡ点の温度は低くなり本
発明のヘツドランプ用樹脂製リフレクターは、基
体であるプラスチツクが、熱変形、変色、ふく
れ、分解、劣化、反射率の低下等の不具合を生じ
ず、安定して使用できるという効果を奏するもの
である。 本発明において、可撓性黒鉛シートを貼りつけ
る部分が配光特性に全く影響を及ぼさない部分で
あるならば、蒸着等の表面処理を行なつたのち、
可撓性黒鉛シートを貼りつけても本発明の効果が
得られるばかりではなく、ベースコート、トツプ
コートを輻射熱から保護することができる。しか
し反射特性が無く又外観特性からはあまり良くな
いように思われる。 以上のように本発明においてはプラスチツク又
は強化プラスチツクを素材として成形したリフレ
クター基体の少なくとも一部に可撓性黒鉛シート
を貼りつけ、当該シート面を含めて反射面を形成
することにより、リフレクターを構成したので、
樹脂製のリフレクターとして耐久性が著しく向上
する効果が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の樹脂製ヘツドランプリフレクタ
ーの正面説明図、第２図は従来の樹脂製ヘツドラ
ンプリフレクターの断面説明図、第３図は別の従
来の樹脂製ヘツドランプリフレクターの正面説明
図、第４図は本発明の樹脂製ヘツドランプリフレ
クターの斜視図である。 １……リフレクター基体、３……反射面、１２
……可撓性黒鉛シート。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ プラスチツクもしくは強化プラスチツクを素
   材として成形した基体の少なくとも一部に、密度
   が0.7ｇ／cm³乃至1.9ｇ／cm³であり厚さが0.05mm乃
   至１mmである熱伝導度の異方性がある可撓性黒鉛
   シートを、熱伝導が良い方向を基体の表面に沿う
   ように貼りつけ、当該シート面を含めた基体にベ
   ースコートを施したのち、金属を真空蒸着し更に
   その上にトツプコートを施して反射面としたこと
   を特徴とするランプ用樹脂製リフレクター。