| 【発明の名称】 |
車両灯具用レンズ構造体およびその製造方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】花咲 真吾
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| 【要約】 |
【課題】破損による応力緩和構造が可能であると共に、レンズ構造体のリサイクルも可能な車両灯具用レンズ構造体を提供すること。
【解決手段】透明樹脂材で成形されランプハウジング２の開口部を覆うようにして取り付けられるレンズ体３と、このレンズ体３の外表面に積層して形成される透明保護膜４とからなり、レンズ体３が、ポリカーボネートで成形されると共に、透明保護膜４は、脂肪族熱可塑性ウレタンで成形されている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 透明樹脂材で成形されランプハウジングの開口部を覆うようにして取り付けられるレンズ体と、このレンズ体の外表面に積層して形成される透明保護膜とからなる車両灯具用レンズ構造体において、前記レンズ体が、透明熱可塑性樹脂材で成形されると共に、前記透明保護膜は、熱可塑性ポリウレタンで成形されていることを特徴とする車両灯具用レンズ構造体。
【請求項２】 請求項１に記載の車両灯具用レンズ構造体であって、前記レンズ体が、ポリカーボネートで成形されると共に、前記透明保護膜は、脂肪族熱可塑性ウレタンで成形されていることを特徴とする車両灯具用レンズ構造体。
【請求項３】 請求項１または２に記載の車両灯具用レンズ構造体であって、前記レンズ体が、厚み方向に食い込む溝部からなるキャラクターラインを設けて形成されていることを特徴とする車両灯具用レンズ構造体。
【請求項４】 請求項２または３に記載の車両灯具用レンズ構造体の製造方法であって、脂肪族熱可塑性ウレタンフィルムをセットした金型内に、ポリカーボネートを射出するフィルムインモールド成形法によりレンズ構造体を成形することを特徴とする車両灯具用レンズ構造体の製造方法。
【請求項５】 請求項４に記載の車両灯具用レンズ構造体の製造方法であって、前記ポリカーボネートは、分子量２００００以下のものを用いたことを特徴とする車両灯具用レンズ構造体の製造方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、車両のヘッドランプのアウタレンズとして適用される車両灯具用レンズ構造体およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の車両灯具用レンズ構造体は、透明樹脂材で成形されランプハウジングの開口部を覆うようにして取り付けられるレンズ体と、このレンズ体の外表面に積層して形成される透明保護膜とで構成されている。
【０００３】具体的には、従来の車両灯具用レンズ構造体は、レンズ体を、ポリカーボネートで成形すると共に、このレンズ体の外表面に、保護膜としてのハードコートを、塗装（特開平１０−１５８４２０号公報参照）またはフィルムインモールド成形法（特開平１０−２８２８８９号公報参照）により積層して形成することにより構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の車両灯具用レンズ構造体は、通常状態で充分な剛性を維持すると共に、一定の応力（例えば、交通事故などの衝撃）下で容易に破損して、応力の緩和がなされることが望ましい。
【０００５】しかしながら、従来の車両灯具用レンズ構造体は、破損した場合、エッジとなって飛散するため、むしろ前記した応力の緩和を犠牲にして非破損構造で構成されている。すなわち、従来の車両灯具用レンズ構造体のレンズ体は、割れにくい材料である分子量２１０００〜２５０００のポリカーボネートを用いて、ある程度の肉厚（例えば、２．５ｍｍ）でもって形成されると共に、キャラクターラインも内面に突出する突条で形成される。
【０００６】その上、従来の車両灯具用レンズ構造体は、レンズ体と保護膜との剥離が困難であるため、レンズ体のリサイクルが困難である、と言う課題をも有している。
【０００７】また、その製造方法についても次のような課題を有している。
【０００８】まず、ハードコートを塗装により形成する場合は、設備費が嵩んで大投資を招く。
【０００９】また、ハードコートをフィルムインモールド成形法により形成する場合は、ハードコートとなるフィルム材が硬質であるため、金型形状への追従性が悪く、このため形成できるのは、レンズ体がフラットな形状のものに限定され、レンズ構造体の設計自由度の拡大を妨げている。
【００１０】そこで、この発明は、破損による応力緩和構造が可能であると共に、レンズ構造体のリサイクルも可能な車両灯具用レンズ構造体、および設備費の高騰、並びにレンズ体の形状限定を伴うことなく容易にレンズ構造体を成形することができる車両灯具用レンズ構造体の製造方法を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するために、請求項１の発明は、透明樹脂材で成形されランプハウジングの開口部を覆うようにして取り付けられるレンズ体と、このレンズ体の外表面に積層して形成される透明保護膜とからなる車両灯具用レンズ構造体において、前記レンズ体が、透明熱可塑性樹脂材で成形されると共に、前記透明保護膜は、熱可塑性ポリウレタンで成形されていることを特徴とする。
【００１２】このため、請求項１の発明では、熱可塑性ポリウレタン製保護膜により、レンズ体は、チッピングや、砂等による打撃系の傷付きや破損、および化学薬品による腐食等から保護される。
【００１３】また、レンズ体は、熱可塑性ポリウレタン製保護膜により、レンズ体破損時の破損片の飛散を有効に防止することができ、ひいては破損による応力緩和構造が可能となる。
【００１４】また、レンズ体および保護膜は、共に熱可塑性樹脂材で形成されているので、レンズ構造体を再成形する等のリサイクルが可能となる。
【００１５】また、請求項２の発明は、請求項１に記載の車両灯具用レンズ構造体であって、前記レンズ体が、ポリカーボネートで成形されると共に、前記保護膜は、脂肪族熱可塑性ウレタンで成形されていることを特徴とする。
【００１６】このため、請求項２の発明では、熱可塑性エラストマーの中でも、特に耐摩耗性、強度、耐薬品性、および耐候性に優れている脂肪族熱可塑性ウレタンで保護膜を形成したので、レンズ体は、チッピングや、砂等による打撃系の傷付きや破損、および化学薬品による腐食等から有効に保護される。
【００１７】また、脂肪族熱可塑性ウレタンは、ポリカーボネートとの間で相溶性を有しているので、脂肪族熱可塑性ウレタンの保護膜は、ポリカーボネート製レンズ体上に充分な密着性を有して形成されることになり、これによりレンズ体破損時の破損片の飛散を有効に防止することができる。
【００１８】また、脂肪族熱可塑性ウレタンおよびポリカーボネートは、共に熱可塑性であると共に、相溶性を有しているので、レンズ構造体を再成形する等のリサイクルが可能となる。
【００１９】また、請求項３の発明は、請求項１または２に記載の車両灯具用レンズ構造体であって、前記レンズ体が、厚み方向に食い込む溝部からなるキャラクターラインを設けて形成されていることを特徴とする。
【００２０】このため、請求項３の発明では、レンズ構造体の表面に外部から応力が加わると、キャラクターラインの形成部分に応力が集中し、該形成部分のノッチ効果によりレンズ体を容易に破損させることができ、これにより応力の緩和を図ることができる。
【００２１】また、キャラクターラインを、その断面形状、形成深さ、および形成箇所を適宜選択して形成することにより、応力負荷時のレンズ体の破損開始のポイントを制御することができる。
【００２２】また、請求項４の発明は、請求項２または３に記載の車両灯具用レンズ構造体の製造方法であって、脂肪族熱可塑性ウレタンフィルムをセットした金型内に、ポリカーボネートを射出するフィルムインモールド成形法によりレンズ構造体を成形することを特徴とする。
【００２３】このため、請求項４の発明では、ポリカーボネートからなるレンズ体の外表面に、脂肪族熱可塑性ウレタンフィルムからなる保護膜を充分な密着力で積層形成してなるレンズ構造体を、有機溶剤不使用のフィルムインモールド成形法により容易に形成することができる。
【００２４】また、脂肪族熱可塑性ウレタンフィルムは、軟質で金型形状への追従性が高く、これによりハードコートシートでは不可能であった３次元形状のインモールド成形が可能となる。
【００２５】また、請求項５の発明は、請求項４に記載の車両灯具用レンズ構造体の製造方法であって、前記ポリカーボネートは、分子量２００００以下のものを用いたことを特徴とする。
【００２６】このため、請求項５の発明では、ポリカーボネートの金型内での高い流動性が得られ、これによりレンズ体の厚みを薄くしたレンズ構造体の成形性を向上させることができると共に、ポリカーボネート素材自体の低衝撃強度により、前記レンズ構造体を破損し易い応力緩和体として形成することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００２８】図１は、この発明の第１実施の形態としての車両灯具用レンズ構造体１を示す。このレンズ構造体１は、透明樹脂材で成形されランプハウジング２の開口部を覆うようにして取り付けられるレンズ体３と、このレンズ体３の外表面に積層して形成される透明保護膜４とから構成されている。レンズ構造体１は、レンズ体３の脚部３ａを、ランプハウジング２の開口部の外周に沿って形成された取付溝部２ａに挿入してホットメルト接着することによりランプハウジング２に取り付けられている。なお、図１中、符号５は、バルブ（光源）である。
【００２９】このとき、レンズ体３が、透明熱可塑性樹脂材、好ましくはポリカーボネートで成形されると共に、透明保護膜４は、熱可塑性ポリウレタン、好ましくは脂肪族熱可塑性ウレタンで成形されている。
【００３０】このように構成されたレンズ構造体１は、熱可塑性エラストマーの中でも、特に耐摩耗性、強度、耐薬品性、および耐候性に優れている脂肪族熱可塑性ウレタンで保護膜４を形成したので、レンズ体３は、チッピングや、砂等による打撃系の傷付きや破損、および有機溶剤等の化学薬品による腐食等から有効に保護される。
【００３１】また、脂肪族熱可塑性ウレタンとポリカーボネートは、相溶性を有しているので、脂肪族熱可塑性ウレタン製保護膜４は、ポリカーボネート製レンズ体３上に充分な密着性を有して積層形成されることになり、これによりレンズ体３の破損時の破損片の飛散を有効に防止することができる。このためレンズ構造体１は、通常状態で充分な剛性を維持すると共に、一定の応力（例えば、交通事故などの衝撃）下で容易に破損して、応力の緩和が図れる応力緩和構造として構成することができ、これにより安全性を一層向上させることができる。
【００３２】また、脂肪族熱可塑性ウレタンおよびポリカーボネートは、共に熱可塑性であると共に、相溶性を有しているので、レンズ構造体１を再成形する等のリサイクルが可能である。
【００３３】図２は、この発明の第２実施の形態としての車両灯具用レンズ構造体１０を示す。このレンズ構造体１０は、応力緩和機能を備えたキャラクターライン６を設けた点が相違するだけで、その他の構造は、レンズ構造体１と同様にして構成されている。
【００３４】すなわち、レンズ構造体１０のレンズ体３は、厚み方向に食い込む溝部からなるキャラクターライン６を設けて形成されている。
【００３５】本実施形態では、キャラクターライン６は、図２（ｂ）および（ｃ）に示すように、レンズ体３の厚みＴ（例えば、Ｔ＝３．０ｍｍ）に対して、深さｔ（＝Ｔ／２）に達する断面Ｖ字形状の溝部を、レンズ体３の中央部を横切るように形成して構成されている。
【００３６】このように構成されたレンズ構造体１０においては、レンズ構造体１０の表面に外部から応力が加わると、キャラクターライン６の形成部分に応力が集中し、該形成部分のノッチ効果によりレンズ体３を容易に破損させることができ、これにより応力の緩和を図ることができる。
【００３７】また、レンズ構造体１０は、キャラクターライン６を、その断面形状、形成深さ、および形成箇所を適宜選択して形成することにより、応力負荷時のレンズ体３の破損開始のポイントを制御することができる。例えば、レンズ体３の形状、肉厚が変化しても、キャラクターライン６のデザイン（形状）を適宜設計することにより、破壊する応力を一定にできるし、キャラクターライン６の設定位置を適宜変更することにより、安全な場所から破壊させることも可能となる。
【００３８】その上、キャラクターライン６による応力緩和構造は、工程、素材に特別なものを必要とすることなく形成することができるので、コスト高を伴うこともない。
【００３９】図３は、この発明の第３実施の形態としての車両灯具用レンズ構造体２０を構成するレンズ体３を示す。このレンズ構造体２０は、レンズ体３が他の応力緩和構造を備えて構成されている点が相違するだけで、その他の構造は、レンズ構造体１と同様にして構成されている。
【００４０】すなわち、本実施形態におけるレンズ体３の応力緩和構造は、薄肉部Ａで構成されている。この薄肉部Ａは、応力を受けたときに変形させる場所を最薄肉部ａとし、その周囲の肉厚を最薄肉部ａに向かって徐々に薄くなるように形成して構成される（図３（ｂ）参照）。本実施形態では、薄肉部Ａは、肉厚ｄが１．５ｍｍの最薄肉部ａと、肉厚Ｄが２．５ｍｍの周囲部分とで構成され、レンズ体３の正面中央部分に形成されている。
【００４１】このレンズ構造体２０によれば、その表面に外部から応力が加わると薄肉部Ａに応力が集中して大きく変形（あるいは破損）することになり、これにより応力の緩和を図ることができる。このため、薄肉部Ａは、変形させる応力、および製品の形状やデザイン等によって、その大きさ、数、および設定箇所等を適宜設計することになる。
【００４２】また、薄肉部Ａによる応力緩和構造は、全体的に薄肉化するのではないので、レンズ構造体としての必要な剛性が得られることは勿論のこと、成形工程、素材に特別なものを必要とすることなく形成することができるので、コスト高を伴うこともない。
【００４３】次ぎに、これらレンズ構造体１，１０，２０の製造方法について説明する。この製造方法は、脂肪族熱可塑性ウレタンフィルムをセットした金型内に、ポリカーボネートを射出するフィルムインモールド成形法によりレンズ構造体１，１０，２０を成形するものである。このフィルムインモールド成形法は、成形工程そのものは特開平１０−２８２８８９号公報にも開示されている従来公知のものである。
【００４４】すなわち、本実施形態では、脂肪族熱可塑性ウレタンフィルムを、雌雄金型間に所定ピッチだけ供給して停止させると共に、所望の温度に加熱した後、雌金型に真空吸着する。その後、型締めすると共に、金型内にポリカーボネートを射出して成形する。これにより、ポリカーボネートからなるレンズ体３の外表面に、脂肪族熱可塑性ウレタンフィルムからなる保護膜４を充分な密着力で積層形成してなるレンズ構造体１（または１０，２０）を成形することができる。
【００４５】このように、本実施形態の製造方法では、成形のみの工程でレンズ構造体１（または１０，２０）が形成可能なため、生産性が高く、かつ設備費の高騰を伴うこともない。さらには、脂肪族熱可塑性ウレタンフィルムは、軟質で金型形状への追従性が高く、これによりハードコートシートでは不可能であった３次元形状のインモールド成形が可能となり、レンズ体３の形状限定を伴うことなく容易にレンズ構造体１（または１０，２０）を成形することができるので、設計自由度の拡大をも図ることができる。
【００４６】なお、レンズ構造体１の製造方法としては、他にディッピング加工やドープ加工が考えられる。
【００４７】また好ましくは、本実施形態の製造方法では、ポリカーボネートは、分子量２００００以下のものが用いられる。
【００４８】この構成によれば、ポリカーボネートの金型内での高い流動性が得られ、これによりレンズ体３の厚みを薄くしたレンズ構造体（例えば、前述したレンズ構造体２０）の成形性を向上させることができると共に、ポリカーボネート素材自体の低衝撃強度により、前記レンズ構造体を破損し易い応力緩和体として形成することができる。
【００４９】ポリカーボネートは、通常、分子量２１０００〜２５０００のものが用いられるが、この分子量範囲のものは、金型内の流動性が低く薄肉成形には不向きであるばかりでなく、衝撃強度が高く割れにくいため応力緩和体の成形には不向きであるが、分子量２００００以下のものは、金型内の流動性が高く薄肉成形に向いているばかりでなく、衝撃強度が低く割れ易いため応力緩和体の成形には向いており、かつ素材価格が比較的に低いため、コスト低減化をも図ることができる。
【００５０】
【発明の効果】以上説明してきたように、請求項１の発明によれば、ポリカーボネート製レンズ体の表面に、脂肪族熱可塑性ウレタンの保護膜を積層形成したので、レンズ体を、チッピングや、砂等による打撃系の傷付きや破損、および化学薬品による腐食等から有効に保護することができ、かつレンズ構造体を破損による応力緩和構造に成形することが可能となると共に、レンズ構造体を再成形する等のリサイクルも可能な車両灯具用レンズ構造体を提供することができる。
【００５１】また、請求項２の発明によれば、レンズ構造体の表面に外部から応力が加わると、キャラクターラインの形成部分に応力が集中し、該形成部分のノッチ効果によりレンズ体を容易に破損させることができるので、請求項１の発明の効果に加えて、応力緩和性能を一層向上させることができる。
【００５２】また、請求項３の発明によれば、脂肪族熱可塑性ウレタンフィルムをセットした金型内に、ポリカーボネートを射出するフィルムインモールド成形法によりレンズ構造体を成形するようにしたので、有機溶剤による環境の悪化、設備費の高騰、およびレンズ体の形状限定を伴うことなく容易にレンズ構造体を成形することができる車両灯具用レンズ構造体の製造方法を提供することができる。
【００５３】また、請求項４の発明によれば、原料素材として分子量２００００以下のポリカーボネートを用いたので、請求項３の発明の効果に加えて、ポリカーボネートの金型内での高い流動性が得られ、これによりレンズ体の厚みを薄くしたレンズ構造体の成形性を向上させることができると共に、ポリカーボネート素材自体の低衝撃強度により、前記レンズ構造体を破損し易い応力緩和体として容易に形成することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】００００００１３６
【氏名又は名称】市光工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年３月２４日（２０００．３．２４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８３８０６
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 秀和 （外８名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２６６６１８（Ｐ２００１−２６６６１８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年９月２８日（２００１．９．２８） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−８５２６３（Ｐ２０００−８５２６３） |
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