JPS58203402A - ランプ用樹脂製リフレクタ− - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特にヘッドランプ用樹脂製リフレクタ−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−に関するものである。

従来自動車等のヘッドランプ用リフレクタ−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
ッ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。才だ自動
車では＠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−基体の素材と
してプラスチックもしくは強化プラスチックが検討され
てきている。このようなプラスチックを素材とする基体
は射出成形によっ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、自動車用のヘッドランプは配光特
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−ム（下向
き）の時には光はいったんリフレクタ−反射面の上部に
あたっ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−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
来のヘッドランプ用樹脂製リフレクタ−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ハ
リフレクタ一基体で、その凹部内面２に、ベースコート
、アルミニウムの蒸着、トップコートが順次施してあり
反射面８を形成している。尚、これら反射面８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
く図示しである。４はレンズ（図示せず）取付は面、５
（ゴ図示せぬ電球用ソケットの取付孔である。かかるリ
フレクタ−をヘッ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
ームのためのフィラメント７とテイマ用フイ１１１１ ラメント８が設けられており□、デイマ用フィラメント
８の下方には、テイマ用フィラメント８からの光をリフ
レクタ−上部に当てる為の反射体９が設けられている。

このようなヘッドランプを、特にデイマ用フィラメント
８を点灯したとき、通常５５Ｗと太きな出力のものを用
いるので光が反射するりフレフタ−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ッドランプにおけるリフ
レクタ−各部の温度を測定したところ、第１表のように
なった。

第　　１　　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ックとして、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（ゴ高価であり、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−内面の極めて高い温度となる部
分、すなわち第８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じゃ熱
板を取りつける方法が提案されている。１０はアルミニ
ウムのしゃ熱板、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ゃ熱板１０はリフレクタ−
の反射面８との間に空間を有するように取り付けられな
くて（まならない。これにじや熱板ｌＯをリフレクタ−
の反射面８に直接貼り付けた場合は、金属の熱伝導が良
好なためにじゃ熱効果が充分に得られないためである。

したがってこの方法でにじゃ熱板の取り付は枠１１が必
要であり、取り付は枠Ｑハリフレフタ一本体と同時に射
出成形するのが一般的な方法である。ところが取り付は
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→］−イクルも長（なる他、
金属製のしゃ熱板ｌＯも含めて１散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、プラスチックもしくは強化プラスチックを
素材として成形して得られた基体の少な（とも一部に可
撓性黒鉛シートを貼りつけ、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、更にその上にトッ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−を提供することを目的とするＯ 第４図は本発明の一態様をあられす。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　Ｇ
：！　ＩＪ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、トップ
コートからなる表面処理を施し反射面８としである。

本発明に用いられるプラスチック索材ＬＪ　ＩＪ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、ポリプロピレンなと、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。一般的なヘッドランプ用
リフレクタ−では、６−ナイロ７．６−６−）−イロン
、変性ポリフェニレンオキサイド、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。フェノール樹脂、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、一般的なヘッドランプ用リフレクタ−では、射
出成形で行なうが形状によってはトランスファー成形も
適用できる。

本発明に用いられる可撓性黒鉛シー）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°Ｃ
−１ｏｏｏ’ｃ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面に垂直な方向（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
形することによって得られる。

前者による商品として二カフイルム（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）、パ
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（１，６９／ｃｍｔ
８以上）のものが得にくいため、いったんロール成形し
たものを、所定の形状にうち抜いたのち、圧縮成形すれ
は、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は密度１．　ｒｙ　ｇ／ａ
ｍ８のものの特性の中で本発明に％Ｋ［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、１２０　ＫｃａＡ
！　／　ｍ−ｈｒ　・’Ｃテ、アルミニウムニ近く、厚
さ方向の熱伝導度は、面方向の８０分の１である。才だ
、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って（ち密度が０．７９／Ｃｍ８乃
至１．９９　／ｃｌｎ８、厚さが０．０５ｍｍ乃至１顛
の可撓性黒鉛シートを用いるのが適当である。密度がｏ
、　７９７ｃｍ”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１．９９　／ｃｒａ８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Ｏ，ＯＦｒ　ｍｍ未満のものは薄く、強度
が低いため取り扱いにくい信奉発明の目的が充分達せら
れない。厚さが１龍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っ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（ハ、
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、いっ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０．２
　ｇ／ｃｍ８〜０．５９７ｃｍ８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、更にその上にトッ
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（
ゴ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才たはスパッタリング法
で行なう。蒸着される金属が抵抗式加熱法が光沢、コス
ト、蒸着速度の面から有利であるが、クロム、ステンレ
ス等ではスパッタリング法を用いるのが良い。蒸着膜厚
は５００人乃至８０００人とするのが適当である。

トッ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（ゴ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（コ、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（ボッ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、塗料がタッ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 プラスチック系材としては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−１
１１）、フェノール樹脂（以下ＰＨと称する）（レゾー
ルタイプガラスファイバー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、ニスターＢＭＯ）を選び第１図に示す組み立て
式角型４灯式のヘッドランプ用リフレクタ−を射出成形
して基体とした。

可撓性黒鉛シートとしては二カフイルムＦＬ−１００（
密度ｌ、Ｏｊ；ｌ／儂８、厚さ０．２朋）、同ＦＬ−２
００、（密度、１．５　ｇ／ｃｒｎ８、厚さ０．２ｍｍ
）（日本カーホン（株）製）を選び、８１図のりフレフ
タ−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・−ト片を上記の４
種類の各基体にフェ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原意化成（株）製　ＥＸ
、Ｐ１４８６Ａ、、ＥＸＰ１４１３．６ＢおよびＥＸＰ
１４１２８０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。５．真空蒸着は抵抗式
加熱法でアルミニウムを７００人蒸着した。トップコー
トとしては原意化成（株）製　ＥＸＰ１４８４および５
Ｌ８８９５を各重量比で１００：５０の割合で混合した
ものを約ｌＯμｍの厚みで吹きつけ、塗装したのち７０
°Ｃで８０分間焼きつけ処理を行なった。

このようにして８種類のりフレフタ−（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った以外は実施例と全
く同一な方法で４種類のりフレフタ−（Ｃ−１〜Ｃ−４
）を作成した。これを第８表に示す。

実施例および比較例で得られた１２種類のりフレフタ−
（Ｒ−１−Ｒ−８，０−，１〜Ｑ−４）をヘッドランプ
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８０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　、　０の各点
に相対する部分（以下Ａ’、　Ｂ’、　Ｇ’）の温度を
測定し、第２表および第８表に示す。更に８０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８表に示す。

第２表および第８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ッドランプ用樹脂製リフ
レクタ−は貼りつけないリフレクタ−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ックが熱
分解等を起こさす長期間にわたって安定した状態で使用
することができる。

第　　８　　表 本発明のりフレフタ−のＡ、Ｂ、０およびＡ′。

Ｂ’、Ｏ’の各点の間の温度差が従来のりフレフタ−す
なわち比較例のりフレフタ−に比較して各点の温度差が
小さいのけ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りフレ
フタ−の反射面８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
った場合、可撓性黒鉛シートの面方向の熱伝導率が１２
０　Ｋｃａｌ／　ｍ−ｈｒ　−°Ｇとアルミニウムに近
く厚さ方向の熱伝導率が４Ｋｃａｌ／　ｍ　−ｈｒ　−
’Ｃと面方向の８０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＜＜、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
ラスチッ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ッドランプ用樹脂製リフレ
クタ−は、基体で（１７） あるプラスチックが、熱変形、変色、ふくれ、分解、劣
下、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ったのぢ、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、トップコートを輻射熱から保損することが
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ック又は強化プ
ラスチックを素材として成形したりフレフタ−基体の少
な（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
−を構成したので、樹脂製のりフレフタ−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ッドランプリフレクタ−の正面
説明図、 第２図は従来の樹脂製ヘッドランプリフレクタ−の断面
説明図、 第８図は別の従来の樹脂製ヘッドランプリフレクタ−の
正面説明図、 第４図は本発明の樹脂製ヘッドランプリフレクタ−の斜
視図である。 ｌ・・・リフレクタ−基体 ８・・反射面 １２・・・可撓性黒鉛シート 特許出願人　日産自動車株式会社 第１図 第２図 第３図 第４図 １１−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　プラスチックもしくは強化プラスチックを素材とし
   て成形した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た基体にペースコートを
   施したのち、金属を真空蒸着し更にその上にトップコー
   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−０ 龜　可撓性黒鉛シートの密度が０．７　ｇ／ｃｍ３乃至
   １．９９７ｃｍ８であり厚さが０．０５　ｍＮ乃至１ｍ
   ７ＩＬであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のランプ用樹脂製リフレクタ−８