(57)【要約】【課題】ランプボディと前面カバーの溶着部における熱歪みを防止するとともに、溶着に際しての熱変形を防止した車両用ランプとその製造方法を提供する。【解決手段】ランプボディ１と、ランプボディ１に融着され、表面が外部に露呈される前面カバー２とでランプハウジングを構成した車両用ランプであって、ランプボディ１には光吸収材５が含まれており、前面カバー２には少なくとも溶着部４ａを含む領域に光吸収材６が含まれる。この光吸収材６はランプボディ１よりも発熱効果が低い光吸収材とする。【選択図】  図３
2014086325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランプボディと、このランプボディに融着され、表面が外部に露呈される前面カバーとでランプハウジングを構成した車両用ランプであって、前記ランプボディと前面カバーにはそれぞれ光照射による発熱効果を高めるための光吸収材が含まれており、前記前面カバーに含まれている光吸収材による当該前面カバーの発熱効果は前記ランプボディに含まれている光吸収材による発熱効果よりも低いことを特徴とする車両用ランプ。
【請求項２】
前記前面カバーの光吸収材は、溶着時に照射される光の照射のみでは前面カバーが溶融されることがない量の光吸収材であることを特徴とする請求項２に記載の車両用ランプ。
【請求項３】
前記前面カバーにはランプ照明光として有効な光を透過させる有効面を除く領域にのみ、または全体に光透過性のある光吸収材が含まれていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用ランプ。
【請求項４】
ランプボディに、表面が外部に露呈される前面カバーを密接し、当該密接部分に光を照射してこれらランプボディと前面カバーを溶着する工程を含む車両用ランプの製造方法であって、前記ランプボディと前面カバーにはそれぞれ光照射による発熱効果を高めるための光吸収材を含ませていることを特徴とする車両用ランプの製造方法。
【請求項５】
前記前面カバーの発熱効果が前記ランプボディにおける発熱効果よりも低くなるように前記光吸収材を含ませていることを特徴とする請求項４に記載の車両用ランプの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレーザ光を照射してランプボディに前面カバーを溶着したランプハウジングを備える車両用ランプとその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用ランプを製造する工程の一つに容器状をしたランプボディに透明な前面カバーを一体的に固着する工程があり、この固着する工程としてランプボディと前面カバーを溶着する技術が用いられている。例えば、図１のように前面を開口した容器状のランプボディ１と、このランプボディ１の当該前面開口に固着する透明な樹脂製の前面カバー２とでランプハウジングを構成する場合に、ランプボディ１の前面開口の周縁に沿ってフランジ３を設け、このフランジ３の前面と前面カバー２の周縁部４の内面（いずれも図１に点描する）を密接し、この密接面を溶着面として両者を溶着して一体化している。
【０００３】
このようなレーザ光を用いた溶着では、レーザ光を溶着部に照射してランプボディのフランジ面を溶融させ、この溶融したときの熱を前面カバーの周縁部にまで伝熱させることによって当該周縁部も溶融させ、フランジに周縁部を溶着させる手法がとられている。また、特許文献１では、ランプボディにインナーレンズを溶着する際に、インナーレンズに光吸収材を含有させ、あるいはランプボディとインナーレンズの両方に光吸収材を含有させることでレーザ光を照射したときにインナーレンズを溶融し易くして溶着を行う技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３３９８７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前者の手法ではランプボディから前面カバーへの伝熱を効果的に行うことが難しく、前面カバーの周縁部の溶融に時間がかかって溶着の作業効率が低いという問題がある。また、前面カバーは溶着時に溶融された溶着部と、これに隣接する溶融されなかった隣接部との温度差が大きいため、溶着後の冷却時に周縁部が急冷されると当該温度差に起因する熱歪による内部応力が蓄積される。特に、前面カバーとして表面が外部に露呈されるアウターレンズをランプボディに溶着しているランプにおいてこのような内部応力が生じると、アウターレンズをアルコールやその他の洗浄剤で洗浄する際にアウターレンズの表面に溶剤割れと称する微細なクラックが発生し易くなり、ランプの品質を低下する要因になる。そのため、溶着後に溶着部及び隣接部を徐冷するためのアニール工程が必要であり、このアニール工程の処理時間を含めるとトータルの溶着時間が長くなり、ランプの製造効率が低下する。
【０００６】
これに対し特許文献１の技術は、レーザ光を照射したときに、照射したレーザ光が光吸収材によって吸収されることによりインナーレンズの周縁部を発熱して溶着部を溶融させるので、溶着部に隣接する隣接部との温度差による熱歪みが抑制でき、アニールの必要性を少なくしてトータルの溶着時間を短縮することができる。しかし、その一方で溶着時にインナーレンズのレーザ光照射領域が過度に発熱されることがあり、当該領域が熱変形するおそれが生じる。熱変形が生じると、ランプに内装配置されている光源から出射された光がインナーレンズを透過する際に熱変形した箇所で異常屈折され、ランプ配光に悪い影響を及ぼすことがある。特に、アウターレンズにおいてこのような過熱が生じると、前記した溶剤割れも顕著なものになる。
【０００７】
本発明の目的は溶着部における熱歪みを防止するとともに溶着時間を短縮し、かつ溶着に際しての熱変形や溶着後の溶剤割れの発生を防止した車両用ランプとその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明はランプボディと、このランプボディに融着され、表面が外部に露呈される前面カバーとでランプハウジングを構成した車両用ランプであって、ランプボディと前面カバーにはそれぞれ光照射による発熱効果を高めるための光吸収材が含まれており、当該光吸収材による前面カバーの発熱効果はランプボディにおける発熱効果よりも低いことを特徴とする。ここで、発熱効果とは、照射した光エネルギに対する温度上昇の効果の程度を意味している。この前面カバーの光吸収材は、溶着時に照射される光の照射のみでは前面カバーが溶融されることがない量の光吸収材とする。
【０００９】
本発明において、前面カバーには照明光として有効な光を透過させる有効面を除く領域にのみ、あるいは前面カバーの全体に光透過性のある光吸収材が含まれる構成とする。
【００１０】
本発明はランプボディに前面カバーを密接し、当該密接部分に光を照射してランプボディと前面カバーを溶着する工程を含む車両用ランプの製造方法であって、ランプボディと前面カバーにはそれぞれ光照射による発熱効果を高めるための光吸収材を含ませている。特に、前面カバーの発熱効果がランプボディにおける発熱効果よりも低くなるように光吸収材を含ませることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の車両用ランプおよびその製造方法によれば、ランプボディと前面カバーにはそれぞれ光照射による発熱効果を高めるための光吸収材が含まれているので、ランプボディと前面カバーの溶着部を溶融させて好適な溶着が実現される。さらに、前面カバーにはランプボディよりも発熱効果が低くなるように光吸収材を含ませるので、溶着時に照射される光によって前面カバーの溶着部の隣接部を溶融することなく発熱することができ、溶着部と隣接部との温度差を低減し、溶着後の冷却を徐冷して冷却時における熱歪みの発生が防止でき、前面カバーをアウターレンズとして構成した場合でも溶剤割れが防止できる。これによりアニールが不要となり、溶着時間ないしランプ製造時間の短縮が可能になる。また、溶着時に隣接部が溶融されることもなく、溶融による前面カバーの熱変形が防止でき、ランプ配光に悪影響を及ぼすこともない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明を適用するランプハウジングの一例の斜視図。
【図２】図１のランプハウジングを製造する溶着装置の全体構成を示す概念構成図。
【図３】溶着部での溶着状態を説明するための断面図。
【図４】光吸収体を含有する領域を示すアウターレンズの前面図。
【図５】溶着時における発熱効果による温度変化を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図２は本実施形態のランプを製造するための溶着装置の一例の概念構成図であり、レーザ光源１１から出射されたレーザ光をガルバノミラー等の光偏向手段１２により任意方向に向けて偏向して照射する光偏向装置１０を備える。また当該溶着装置は溶着するランプボディ１を前面開口を上方に向けて配置するワーク台１３を備え、配置したランプボディ１上に前面カバー２を載置し、さらにその上に押え板１４を配設する。この押え板１４によって前面カバー２を下方に押圧し、前面カバー２の周縁部４をランプボディ１の前面開口のフランジ３に当接させる。そして、光偏向装置１０によって偏向制御したレーザ光Ｌをランプボディ１のフランジ３に沿って走査しながら照射する。
【００１４】
本実施形態では車両用ランプとして自動車のリアコンビネーションランプに適用した例を説明しており、ランプボディ１は、図３（ａ）にフランジ３および周縁部４の断面を示すように、少なくとも溶着部３ａとなるフランジ３にカーボンブラック等の光吸収性のある材料を含んだ樹脂で構成されている。ここでは同図において点描するように、ランプボディ１の全体に、光吸収材５としてカーボンブラックを含有させている。このようなランプボディ１は、例えば、カーボンブラックを含有させた樹脂を金型成形によって成形することにより形成することができる。
【００１５】
前記前面カバー２は、ランプを自動車に装備したときに表面が外部に露呈した状態となる前面カバー、ここではランプの前面において外部に露呈されるアウターレンズとして構成されており、赤色の透光性樹脂で構成されている。このアウターレンズ２の樹脂は発熱されたときに溶融あるいは軟化されて溶融されたランプボディ１のフランジ３に溶着することが可能な樹脂が用いられている。このアウターレンズ２には、ランプボディ１と同様にカーボンブラック等の光吸収材６を含有させているが、図４（ａ）のように、アウターレンズ２の周縁部４、すなわち溶着部４ａとその隣接部４ｂにのみ含ませている。この光吸収材６を含ませた周縁部４は、アウターレンズ２を透過する照射光のうち照明に有効な光が透過する領域ではない領域、すなわち照明光として機能することがない光が透過される領域である。したがって、光吸収材６を含有することによって当該領域の光透過率が低下されてもランプ本来の照明に悪い影響を与えることはない。
【００１６】
また、この実施形態では、アウターレンズ２における前記光吸収材６の単位体積当たりの含有量を光吸収材５によるランプボディ１の発熱効果よりもアウターレンズ２における発熱効果が低くなる量に設定している。すなわち、同じレーザ光を照射してランプボディ１とアウターレンズ２がそれぞれ光吸収材５，６によって発熱されたときに、ランプボディ１が発熱される温度上昇よりもアウターレンズ２が発熱される温度上昇が低くなる量である。換言すれば、同じレーザ光を照射したときにランプボディ１が溶融しても、アウターレンズ２は溶融しない量である。さらに、別の言い方をすれば、アウターレンズ２における光吸収材６の含有量は、溶着時に溶着部４ａにレーザ光を照射したときに、光吸収材６がレーザ光を吸収してアウターレンズ２を発熱して温度を上昇させても、この発熱のみによってはアウターレンズ２が溶融されることがない含有量である。
【００１７】
例えば、アウターレンズ２に対する光吸収材６の質量パーセント濃度（ｗｔ％）を１×１０-4〜１×１０-2とする。好ましくは１×１０-4〜１×１０-3とする。１×１０-4よりも小さいとアウターレンズ２の発熱が不十分のため徐冷効果が得られない。１×１０-2よりも大きいとアウターレンズ２の発熱が過多で溶融してしまう。１×１０-3〜１×１０-2の範囲はレーザ光の強度や照射時間等の製造条件の違いによって適宜に調整する。
【００１８】
このランプボディ１とアウターレンズ２を溶着する際には、図３（ａ）に示したようにランプボディ１のフランジ３上にアウターレンズ２の周縁部４を重ねた上で、図２に示した押え板１４によって周縁部４の内面をフランジ３の表面に密着させ、レーザ光を押え板１４を透過させて両者の密着面に照射する。レーザ光を照射するとランプボディ１は含まれている光吸収材５によって発熱されて溶着部３ａ、すなわちフランジ３の表面が斜線で示すように溶融される。また、これと同時にアウターレンズ２でも含まれている光吸収材６によって溶着部４ａおよび隣接部４ｂが発熱される。さらにランプボディ１の溶着部３ａが溶融したときの熱がアウターレンズ２の周縁部４に伝熱されて加えられることによって周縁部４の溶着部４ａも溶融状態となり、これに加えて押え板１４によって周縁部４がフランジ３に押圧されるので、図３（ｂ）に示すように、周縁部４とフランジ３の各溶着部４ａ，３ａが接合状態となる。このときアウターレンズ２では光吸収材６の含有量が制限されているので、この光吸収材６によって発熱されても周縁部４の隣接部４ｂまで溶融されることはない。
【００１９】
図５（ａ）は以上の溶着時におけるフランジ３と周縁部４（溶着部４ａと隣接部４ｂ）の温度変化を示す図であり、レーザ光の照射によってフランジ３と周縁部４が発熱され、先にフランジ３が溶融状態となり、その後に周縁部４の溶着部４ａが溶融状態となる。これらの溶融により溶着が行われる。このとき、隣接部４ｂではフランジ３からの熱伝導が少ないため溶融されることはない。そして、レーザ光の照射を停止することにより、フランジ３と周縁部４の各溶着部３ａ，４ａが冷却され、固化されて溶着される。このとき、溶着時の発熱によってフランジ３と周縁部４は徐々に冷却されることになる。すなわち、ランプボディ１は十分な量の光吸収材５が含まれているので溶着時における発熱が顕著であり、フランジ３を含む全体が緩やかな速度で冷却される。アウターレンズ２でも光吸収材６が含まれている周縁部４では、光吸収材６によって周縁部４の全体、すなわち溶着部４ａと隣接部４ｂが発熱されるので、溶着部４ａと隣接部４ｂとの温度差は小さく、しかも冷却するまでの時間が長くなる。これにより、いわゆるアニールと同等の効果が得られることになり、アウターレンズの周縁部における熱歪の発生が抑制される。
【００２０】
したがって、溶着後におけるアニールが不要またはアニール時間の大幅短縮が可能となり、トータルの溶着時間を短縮することができる。また、製造されたランプはアウターレンズ２においても熱歪量が低減されるので、アウターレンズ２の表面が自動車の外部に露呈されていて洗浄剤によって洗浄された場合でも、溶剤割れが生じることはない。また、その一方でアウターレンズ２の溶着部４ａはランプボディ１から伝導される熱によって溶融されるが、隣接部４ｂはレーザ光によって発熱されても、それだけで溶融されることがないので熱変形が防止される。アウターレンズ２はランプハウジング内に内装配置されている光源から出射した光を透過させて外部に照射するため、熱変形が生じたような場合の出射される光が異常屈折されることもなく、適正な配光での光照射が確保できる。
【００２１】
因みに、図５（ｂ）はアウターレンズ２に光吸収材を含ませていない場合の温度変化示している。ランプボディ１が発熱されてフランジ３の溶着部３ａが溶融される状態になる頃からアウターレンズ２が発熱されるため、アウターレンズ２の溶着部４ａが溶融されるまでの時間が長くなる。このとき、アウターレンズ２の溶着部４ａの隣接部４ｂでは発熱による温度の上昇は少なく、溶着部４ａとの温度差は大きい。アウターレンズ２は溶着後に冷却されるが、溶着部４ａと隣接部４ｂとの温度差が大きいため、冷却に伴う熱歪みが発生することになる。このように、アウターレンズ２に光吸収材を含ませていない場合には、溶着時間が長くなるとともに、溶着後のアウターレンズ２における溶剤割れが生じ易いものとなる。これを防止するためにアニールが必要とされることは前記した通りである。
【００２２】
ここで、アウターレンズ２の周縁部４にのみ光吸収材を含ませる構成として、光吸収材を含んだ樹脂と光吸収材を含まない樹脂との二色成形によって、光吸収材を含む樹脂で周縁部４を成形し、光吸収材を含まない樹脂で光照射に有効となる領域を成形するようにすればよい。また、可能であればイオン注入法等によって光吸収材をアウターレンズの周縁部に選択的に含有させてもよい。
【００２３】
本発明においては光吸収材として前記したカーボンブラック以外のものを用いてもよく、例えば透光性のある光吸収材であってもよい。このように透光性のある光吸収材を含有させてもアウターレンズ２、すなわち前面カバーの光透過性が問題になることは少ないため、図４（ｂ）のように前面カバーの全領域にわたって透光性のある光吸収材６Ａを含有させる構成としてもよい。このような場合には、例えば前面カバーを樹脂成形するための樹脂に光吸収材６Ａを含有した上で当該樹脂を成形することによって製造することができるので、製造が極めて容易になる。また、アウターレンズをスモークレンズ（半透光性レンズ）として構成する場合には、アウターレンズの全体にカーボンブラック等の透光性のない光吸収材を含有させてもよい。
【００２４】
以上のように、本発明は前面カバーに光吸収材を含有させることによって前記したような作用効果を奏することができるが、特に、前面カバーにおける光吸収材による発熱効果がランプボディにおける光吸収材による発熱効果よりも低くなるように構成することによって作用効果をより顕著なものにできる。この場合において、前記実施形態では、前面カバーに含ませる光吸収材の単位体積当たりの含有量を調整することによってランプボディよりも発熱効果を低くしているが、光吸収効率の低い光吸収材を用いることによって発熱効果を低くするようにしてもよい。例えば、ランプボディに光吸収材としてカーボンブラックを用い、前面カバーにはカーボンブラックよりも光吸収効果の低い光吸収材を使用すればよい。このようにしても、同じレーザ光を照射したときに、ランプボディが溶融されても前面カバーの隣接部が溶融されることはなく、前面カバーの変形が防止でき、光の配光特性に影響を与えることが防止できる。
【００２５】
また、本発明において、光吸収材による前面カバーの発熱効果をランプボディにおける発熱効果よりも低くすることは、単に光吸収材の単位体積当たりの含有量や、光吸収効率の異なる光吸収材を用いることよって実現されるものではない。すなわち、有色の樹脂で構成されるランプボディは、透光性の前面カバーに比較して材料自体の光吸収効率、換言すれば発熱効果が大きいので、前面カバーに含有する光吸収材の含有量がランプボディの含有量よりも多くても、前面カバーにおける発熱効果がランプボディにおける発熱効果よりも低くなるように設定することはあり得る。
【００２６】
以上の実施形態では本発明を、車両のリアコンビネーションランプのランプボディとアウターレンズとを溶着する例について説明したが、ここで言うランプボディやアウターレンズは実施形態の構成に限定されるものではなく、例えばランプユニットのリフレクタをランプボディとし、これに表面が外部に露呈される状態で使用されるレンズが前面カバーとして溶着して構成されるランプであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明はランプボディに、表面が外部に露呈される前面カバーを溶着した構成の車両用ランプとその製造方法に採用することが可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１  ランプボディ
２  前面カバー（アウターレンズ）
３  フランジ（溶着部）
３ａ  溶着部
４  周縁部（溶着部）
４ａ  溶着部
４ｂ  隣接部
５，６  光吸収材
１０  光偏向装置
【図１】
2014086325.tif 000003
【図２】
2014086325.tif 000004
【図３】
2014086325.tif 000005
【図４】
2014086325.tif 000006
【図５】
2014086325.tif 000007