| 【発明の名称】 |
車両用灯具およびその製造方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】秋山 一夫
【氏名】杉山 富士彦
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| 【要約】 |
【課題】前面レンズとランプボディとの接合面周辺の外観品質を高めた上で、前面レンズとランプボディとの接合不良発生を未然に防止するとともに接合強度向上を図る。
【解決手段】前面レンズ１６に形成されたシール脚１６ａの先端面１６ｂとランプボディ１４に形成された受け面１４ｂとを接合面としてレーザ溶着を行うことにより、接合面周辺の外観品質を高める。上記接合面は、接合方向と直交する平面に対して所定角度傾斜させる。これにより、シール脚１６ａの先端面１６ｂあるいは受け面１４ｂの面精度が不十分で波打っているために両者間に部分的に隙間が生じるような場合でも、接合の際に前面レンズ１６およびランプボディ１４間に作用する接合方向の押圧力により、シール脚１６ａの先端面１６ｂと受け面１４ｂとの間に滑りを生じさせ、上記隙間を塞ぐようにする。また、受け面１４ｂに照射されるレーザ光Ｌのビームスポット径を接合面の傾斜角度分だけ広げ、これによりその接合幅も広げて接合強度を高める。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 前面レンズとランプボディとが直接接合により接合されてなる車両用灯具において、上記前面レンズの外周縁部にシール脚が形成されるとともに、上記ランプボディに、上記シール脚の先端面と当接する受け面が形成されており、上記直接接合が、上記シール脚の先端面と上記受け面とを接合面とするレーザ溶着により行われており、上記接合面が、接合方向と直交する平面に対して所定角度傾斜している、ことを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】 上記ランプボディの受け面に、上記シール脚の先端鋭角部側の側面に沿って接合方向に突出するリブが形成されている、ことを特徴とする請求項１記載の車両用灯具。
【請求項３】 上記所定角度が４０〜５０°に設定されている、ことを特徴とする請求項１または２記載の車両用灯具。
【請求項４】 前面レンズとランプボディとを直接接合により接合する車両用灯具の製造方法において、上記前面レンズの外周縁部に、接合方向と直交する平面に対して所定角度傾斜した先端面を有するシール脚を形成する一方、上記ランプボディにおいて上記シール脚の先端面に対応する位置に、該先端面と略同じ角度傾斜した受け面を形成しておき、上記シール脚の先端面を上記受け面に当接させるようにして上記前面レンズを上記ランプボディに対して接合方向に押圧し、この状態でレーザ光を上記シール脚を透して上記受け面に照射することにより上記接合を行う、ことを特徴とする車両用灯具の製造方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明は、前面レンズとランプボディとが直接接合により接合されてなる車両用灯具およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】車両用灯具の前面レンズとランプボディとを接合する方法としては、従来より、両者をシール材を介して接合する間接接合（例えば、ホットメルトシール等）と、両者を直接当接させて接合する直接接合（例えば、熱板溶着、振動溶着、超音波溶着等）とが知られている。
【０００３】上記直接接合による接合方法として他の技術分野ではレーザ溶着も知られている。そしてこれを前面レンズとランプボディとの接合に応用することも可能である。その場合の具体的方法としては、次のような接合方法が考えられる。
【０００４】すなわち、図７に示すように、前面レンズ２の外周縁部に沿ってシール脚２ａを形成するとともに、ランプボディ４の前端開口部に沿って受け面４ａを形成しておく。そして、ランプボディ４を受け治具１０２に載置するとともに、このランプボディ４に対して前面レンズ２を、そのシール脚２ａの先端面２ｂが受け面４ａに当接するようにセットし、さらに前面レンズ２に押え板１０４を被せ、該押え板１０４を介して前面レンズ２をランプボディ４へ向けて押圧する。この状態で、レーザ光Ｌを前面レンズ２の上方側からシール脚２ａを透して受け面４ａに照射することにより、レーザ光Ｌの照射エネルギで受け面４ａを加熱溶融し、その溶融熱によりシール脚２ａの先端面２ｂも溶融して相溶状態とする。そして、レーザ光Ｌをシール脚２ａに沿って前面レンズ２の全周にわたって走査することにより前面レンズ２とランプボディ４との接合を行う。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このようなレーザ溶着による接合方法を採用すれば、前面レンズ２とランプボディ４との接合面の両側にバリをほとんど発生させることなく接合を行うことができ、これにより接合面周辺の外観品質を高めることが可能となる。しかしながら、このような接合方法を採用した場合には、次のような課題について解決することが望まれる。
【０００６】すなわち、レーザ溶着により前面レンズ２とランプボディ４との接合を確実に行うためには、前面レンズ２の押圧によりそのシール脚２ａの先端面２ｂを接合面全長にわたってランプボディ４の受け面４ａに確実に当接させることが肝要である。しかしながら、シール脚２ａの先端面２ｂあるいは受け面４ａの面精度が不十分で波打っているような場合には、上記押圧力を作用させても両者間に部分的に隙間が生じてしまい、これが接合不良を発生させる原因となる。
【０００７】また、前面レンズ２とランプボディ４との接合面の接合幅は、ランプボディ４の受け面４ａに照射されるレーザ光Ｌのビームスポット径によって決まるので、このビームスポット径をある程度大きく設定することが接合強度を高める上で望ましい。しかしながら、レーザ光Ｌはシール脚２ａを透して受け面４ａに照射されるので、シール脚２ａの幅の制約からビームスポット径の大きさには自ずから限界がある。
【０００８】本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、前面レンズとランプボディとが直接接合により接合されてなる車両用灯具において、接合面周辺の外観品質を高めた上で、前面レンズとランプボディとの接合不良発生を未然に防止するとともに接合強度向上を図ることができる車両用灯具およびその製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本願発明は、前面レンズとランプボディとの接合方法としてレーザ溶着を採用した上で、その接合面の形状に工夫を施すことにより、上記目的達成を図るようにしたものである。
【００１０】すなわち、本願発明に係る車両用灯具は、前面レンズとランプボディとが直接接合により接合されてなる車両用灯具において、上記前面レンズの外周縁部にシール脚が形成されるとともに、上記ランプボディに、上記シール脚の先端面と当接する受け面が形成されており、上記直接接合が、上記シール脚の先端面と上記受け面とを接合面とするレーザ溶着により行われており、上記接合面が、接合方向と直交する平面に対して所定角度傾斜している、ことを特徴とするものである。
【００１１】上記「レーザ溶着」とは、レーザ光に対して透過性を有するレーザ光透過部材とレーザ光に対して透過性を有しないレーザ光不透過部材とを当接させるとともに両部材を接合方向に押圧した状態で、レーザ光透過部材を透して両部材の当接面にレーザ光を照射してレーザ光不透過部材を加熱することにより両部材を溶着する接合方法を意味するものである。この「レーザ溶着」に用いられるレーザの種類は特に限定されるものではなく、例えば、半導体レーザ、ＹＡＧレーザ等が採用可能である。
【００１２】上記「ランプボディ」は、レーザ光に対して透過性を有さずかつ該レーザ光の照射により発熱して溶融するものであれば、その材質は特に限定されるものではない。その際、カーボンブラック等の補助材料を添加して黒色系素材とし、ランプボディのレーザ光吸収性をできるだけ高めておくことが、レーザ溶着を効率よく行う上で好ましい。
【００１３】一方、上記「前面レンズ」は、可視光およびレーザ光に対して透過性を有しかつランプボディの溶融により該ランプボディと固着可能なものであれば、その材質は特に限定されるものではない。
【００１４】上記「接合面」は、接合方向と直交する平面に対して傾斜した面であれば、その傾斜角度の大小は特に限定されるものではない。また、この「接合面」の傾斜方向は、前面レンズの内周側・外周側いずれであってもよく、さらにＶ字形やＷ字形等であってもよい。
【００１５】
【発明の作用効果】上記構成に示すように、本願発明に係る車両用灯具は、前面レンズとランプボディとが直接接合により接合されているが、この直接接合は、前面レンズの外周縁部に沿って形成されたシール脚の先端面とランプボディに形成された受け面とを接合面とするレーザ溶着により行われているので、接合面の両側にバリをほとんど発生させることなく接合を行うことができ、これにより接合面周辺の外観品質を高めることができる。
【００１６】しかも本願発明に係る車両用灯具は、上記接合面が接合方向と直交する平面に対して所定角度傾斜しているので、次のような作用効果を得ることができる。
【００１７】すなわち、シール脚の先端面あるいは受け面の面精度が不十分で波打っているために両者間に部分的に隙間が生じているような場合であっても、その接合面が傾斜しているので、接合の際に前面レンズおよびランプボディ間に作用する接合方向の押圧力により、シール脚の先端面と受け面との間に滑りが生じ、この滑りによって両者間の部分的な隙間が塞がれることとなる。このためシール脚の先端面と受け面とをその接合面全長にわたって確実に当接させることができ、これにより接合不良発生を未然に防止することができる。
【００１８】また、前面レンズとランプボディとの接合面の接合幅は、ランプボディの受け面に照射されるレーザ光のビームスポット径によって決まるが、上記接合面は接合方向と直交する平面に対して所定角度傾斜しているので、その傾斜角度分だけビームスポット径が広がる。このため接合面の接合幅も広がることとなり、その分だけ接合強度を高めることができる。
【００１９】このように本願発明によれば、前面レンズとランプボディとが直接接合により接合されてなる車両用灯具において、接合面周辺の外観品質を高めた上で、前面レンズとランプボディとの接合不良発生を未然に防止するとともに接合強度向上を図ることができる。
【００２０】上記構成において、ランプボディの受け面に、前面レンズのシール脚の先端鋭角部側の側面に沿って接合方向に突出するリブを形成するようにすれば、接合方向に作用する押圧力によりシール脚の先端面と受け面との間に必要以上の滑りが生じてしまうのを、該リブとシール脚との当接により防止することができる。また、ランプボディの受け面に照射されるレーザ光の一部は、シール脚の先端面で内面反射するが、この内面反射光を上記リブの側面に入射させて該リブを加熱溶融し、該リブの側面とシール脚の先端鋭角部側の側面とを第２の接合面とすることができる。そしてこれにより前面レンズとランプボディとの接合強度を一層高めることができる。
【００２１】また上記構成において、上記接合面の接合方向と直交する平面に対する傾斜角度を４０〜５０°に設定すれば、接合方向に作用する押圧力によりシール脚の先端面と受け面との間に容易に滑りを生じさせることができ、かつ接合面の接合幅も十分広げることができる。しかも、ランプボディに上記リブを形成した場合には、シール脚の先端面で内面反射したレーザ光をリブの側面に略垂直に効率良く入射させることができ、これにより該リブの側面とシール脚の先端鋭角部側の側面との接合強度を高めることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。
【００２３】図１は、本願発明の一実施形態に係る車両用灯具を上向きに配置した状態で示す側断面図であり、図２は、図１のII部詳細図である。
【００２４】これらの図に示すように、本実施形態に係る車両用灯具１０は、テールランプ等の標識灯であって、鉛直方向（灯具としては前後方向、以下同様）に延びる灯具基準軸Ａｘ上において光源バルブ１２が挿着されたランプボディ１４と、このランプボディ１４に直接接合により接合された前面レンズ１６とを備えてなっている。
【００２５】上記前面レンズ１６は、ＰＭＭＡ、ＰＣ等の透明の熱可塑性樹脂材料で形成されている。この前面レンズ１６の外周縁部には、下方へ突出するシール脚１６ａが全周にわたって形成されている。このシール脚１６ａは、接合方向（鉛直方向）に延びるように形成されているが、その先端面（下端面）１６ｂは、接合方向と直交する平面（水平面）に対して４５°内周側へ傾斜している。
【００２６】一方、上記ランプボディ１４は、ＡＡＳ、ＡＢＳ等の不透明の熱可塑性樹脂材料で形成されている。このランプボディ１４の前端開口部には、鉛直方向に延びる周縁フランジ部１４ａが形成されており、この周縁フランジ部１４ａの先端面（上端面）１４ｂは、鉛直方向に対してシール脚１６ａの先端面１６ｂと同じ側に４５°傾斜した平面として形成されている。そして、この先端面１４ｂがシール脚１６ａの先端面１６ｂと当接する受け面を構成している。そして、この受け面１４ｂには、シール脚１６ａの内側面１６ｃに沿って鉛直方向に突出するインナリブ１４ｃ（リブ）が形成されている。
【００２７】上記前面レンズ１６とランプボディ１４との接合は、シール脚１６ａの先端面１６ｂと受け面１４ｂとを接合面とするレーザ溶着により行われている。
【００２８】図３は、このレーザ溶着を行う溶着ロボット１１０を車両用灯具１０と共に示す斜視図である。
【００２９】図示のように、上記溶着ロボット１１０によるレーザ溶着は、車両用灯具１０を上向きに配置した状態で行われるようになっている。
【００３０】この溶着ロボット１１０は、図示しないロボット本体にレーザヘッド１１２が取り付けられてなっている。このレーザヘッド１１２には、光ファイバが収容されたファイバケーブル１１４と、コンデンサレンズを内蔵した出射ノズル１１６とが取り付けられている。そして、図示しないレーザ発振器で生成されたレーザ光を、ファイバケーブル１１４を介して出射ノズル１１６から収束光として出射するようになっている。この出射ノズル１１６から出射されるレーザ光は、焦点距離約６０ｍｍで約φ１．５ｍｍのビームスポットを形成するようになっている。また上記レーザ発振器は、出力１５〜１００Ｗ程度で、発振波長０．８〜１．５μｍ程度の半導体レーザで構成されている。
【００３１】そして、上記レーザ溶着による接合は次のようにして行われる。
【００３２】すなわち、図２に示すように、上記ランプボディ１４を受け治具１０２に載置するとともに、このランプボディ１４に対して前面レンズ１６を、そのシール脚１６ａの先端面１６ｂが受け面１４ｂに当接するようにセットし、さらに前面レンズ１６に押え板１０４を被せ、該押え板１０４を介して前面レンズ２をランプボディ４へ向けて下方へ押圧する。
【００３３】一方、上記レーザヘッド１１２を前面レンズ１６のシール脚１６ａの上方に配置し、その出射ノズル１１６から下向きにレーザ光Ｌを出射し、このレーザ光Ｌをシール脚１６ａの基端部１６ｄに入射させ、このシール脚１６ａを透過させてランプボディ１４の受け面１４ｂに照射する。そして、このレーザ光Ｌの照射エネルギで受け面１４ｂを加熱溶融し、その溶融熱によりシール脚１６ａの先端面１６ｂも溶融して相溶状態とする。そして、レーザ光Ｌをシール脚１６ａに沿って前面レンズ１６の全周にわたって走査することにより前面レンズ１６とランプボディ１４との接合を行う。
【００３４】以上詳述したように、本実施形態に係る車両用灯具１０は、前面レンズ１６とランプボディ１４とが直接接合により接合されているが、この直接接合は、前面レンズ１６に形成されたシール脚１６ａの先端面１６ｂとランプボディ１４に形成された受け面１４ｂとを接合面とするレーザ溶着により行われているので、接合面の両側にバリをほとんど発生させることなく接合を行うことができ、これにより接合面周辺の外観品質を高めることができる。
【００３５】しかも本実施形態に係る車両用灯具１０は、前面レンズ１６とランプボディ１４との接合面が水平面（接合方向と直交する平面）に対して所定角度傾斜しているので、次のような作用効果を得ることができる。
【００３６】すなわち、シール脚１６ａの先端面１６ｂあるいは受け面１４ｂの面精度が不十分で波打っているために両者間に部分的に隙間が生じているような場合であっても、その接合面が傾斜しているので、接合の際に前面レンズ１６およびランプボディ１４間に作用する接合方向の押圧力により、シール脚１６ａの先端面１６ｂと受け面１４ｂとの間に滑りが生じ、この滑りによって両者間の部分的な隙間が塞がれることとなる。このためシール脚１６ａの先端面１６ｂと受け面１４ｂとをその接合面全長にわたって確実に当接させることができ、これにより接合不良発生を未然に防止することができる。
【００３７】また、前面レンズ１６とランプボディ１４との接合面の接合幅は、ランプボディ１４の受け面１４ｂに照射されるレーザ光Ｌのビームスポット径によって決まるが、上記接合面は水平面に対して所定角度傾斜しているので、その傾斜角度分だけビームスポット径が広がる。このため接合面の接合幅も広がることとなり、その分だけ接合強度を高めることができる。
【００３８】このように本実施形態によれば、前面レンズとランプボディとが直接接合により接合されてなる車両用灯具において、接合面周辺の外観品質を高めた上で、前面レンズとランプボディとの接合不良発生を未然に防止するとともに接合強度向上を図ることができる。
【００３９】しかも本実施形態においては、ランプボディ１４の受け面１４ｂに、前面レンズ１６のシール脚１６ａの内側面１６ｃ（先端鋭角部側の側面）に沿って接合方向に突出するインナリブ１４ｃが形成されているので、接合方向に作用する押圧力によりシール脚１６ａの先端面１６ｂと受け面１４ｂとの間に必要以上の滑りが生じてしまうのを、該インナリブ１４ｃとシール脚１６ａとの当接により防止することができる。また、ランプボディ１４の受け面１４ｂに照射されるレーザ光の一部は、シール脚１６ａの先端面１６ｂで内面反射するが、この内面反射光を上記インナリブ１４ｃの外側面１４ｄに入射させて該インナリブ１４ｃを加熱溶融し、該インナリブ１４ｃの外側面１４ｄとシール脚１６ａの内側面１６ｃとを第２の接合面とすることができる。そしてこれにより前面レンズ１６とランプボディ１４との接合強度を一層高めることができる。
【００４０】特に本実施形態においては、上記接合面の水平面に対する傾斜角度が４５°に設定されているので、接合方向に作用する押圧力によりシール脚１６ａの先端面１６ｂと受け面１４ｂとの間に容易に滑りを生じさせることができ、かつ接合面の接合幅も十分広げることができる。しかもインナリブ１４ｃが形成されている本実施形態においては、シール脚１６ａの先端面１６ｂで内面反射したレーザ光をインナリブ１４ｃの外側面１４ｄに略垂直に効率良く入射させることができ、これにより該インナリブ１４ｃの外側面１４ｄとシール脚１６ａの内側面１６ｃとの接合強度を高めることができる。
【００４１】図４は、上記実施形態の第１変形例を示す、図２と同様の図である。
【００４２】図示のように、本変形例も上記実施形態と同様、前面レンズ１６のシール脚１６ａの先端面１６ｂが水平面に対して４５°傾斜しているが、本変形例においては上記先端面１６ｂが外周側へ傾斜している。また、ランプボディ１４の受け面１４ｂも、鉛直方向に対してシール脚１６ａの先端面１６ｂと同じ側に４５°傾斜した平面として形成されている。そして、ランプボディ１４の受け面１４ｂには、前面レンズ１６のシール脚１６ａの外側面１６ｆに沿って接合方向に突出するアウタリブ１４ｅが追加形成されている。
【００４３】このような構成を採用した場合においても、上記実施形態と同様な作用効果を得ることができる。
【００４４】図５は、上記実施形態の第２変形例を示す、図２と同様の図である。
【００４５】図示のように、本変形例の基本的構成も上記第１変形例と同様であるが、本変形例においては、ランプボディ１４の受け面１４ｂに断面円弧状のアプローチＲが形成されている。
【００４６】受け面１４ｂをこのような曲面状に形成することにより、接合の際、シール脚１６ａの先端面１６ｂと受け面１４ｂとの接触面を最初は小さく設定してレーザ光Ｌの照射エネルギを集中させるとともに、受け面１４ｂの加熱溶融に伴い上記接触面を徐々に拡大させることができるので、接合作業効率を高めることができる。なお、レーザ溶着が完了した時点における接合面形状は、上記第１変形例と略同様の傾斜面となる。
【００４７】本変形例のように、受け面１４ｂにアプローチＲを形成する代わりに、シール脚１６ａの先端面１６ｂにアプローチＲを形成するようにしても、本変形例と同様の作用効果を得ることができる。
【００４８】図６は、上記実施形態の第３変形例を示す、図２と同様の図である。
【００４９】図示のように、本変形例は、前面レンズ１６とランプボディ１４との接合面がＶ字状に設定されている。すなわち、本変形例においては、前面レンズ１６のシール脚１６ａの先端面１６ｂが、水平面に対して左右各々４５°で立ちあがる三角状凸面として形成されており、一方、ランプボディ１４の受け面１４ｂは、先端面１６ｂの形状に沿って水平面に対して左右各々４５°で立ちあがる三角状凹面として形成されている。
【００５０】このように接合面形状を設定した場合においても、上記実施形態と同様、ランプボディ１４の受け面１４ｂに照射されるレーザ光Ｌのビームスポット径をその傾斜角度分だけビームスポット径を広げることができ、これにより接合面の接合幅も広げて接合強度を高めることができる。
【００５１】しかも本変形例においては、ランプボディ１４の受け面１４ｂに、インナリブやアウタリブを形成することを必要とせずに、前面レンズ１６のシール脚１６ａおよびランプボディ１４の周縁フランジ部１４ａの肉厚分の幅方向スペースで上記作用効果を得ることができる。
【００５２】なお、本実施形態および各変形例においては、車両用灯具１０が標識灯である場合について説明したが、他の種類の車両用灯具においても本実施形態の構成を採用することにより本実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１１３３
【氏名又は名称】株式会社小糸製作所
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| 【出願日】 |
平成１２年２月２９日（２０００．２．２９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９９９９９
【弁理士】
【氏名又は名称】森山 隆
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２４３８１２（Ｐ２００１−２４３８１２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年９月７日（２００１．９．７） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−５２９０１（Ｐ２０００−５２９０１） |
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