(57)【要約】      （修正有）【課題】自動車用ライトのレーザー溶接の方法と、レーザー溶接プロセスを確実にすることができる方法を使用して得られる自動車用ライトを提供する。【解決手段】容器体と、レンズ状体をレーザー発光デバイスにて溶接する自動車用ライトの製造方法であって、レンズ状体の内部の第２の光ガイド６４は、少なくとも１つの第１のローブによって画定されるレーザー放射の少なくとも１つの部分について全内部反射条件を満たすことができる壁を設けられる。さらに第１の光ガイド５２の出射部６０から来るレーザー放射の少なくとも第１のローブをレンズ状体の第２の光ガイド６４の方へ送るように第１及び第２の光ガイド５２、６４を互いに適切に配置する。容器体は、光ビームに対して吸収部材としての役割を果たし、レンズ状体は、光ビームの透過部材としての役割を果たす。【選択図】図１６
2015201439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−  第１の周辺輪郭部（２０）によって境界を定められる容器体（８）を準備するステップと、
−  第２の周辺輪郭部（２８）によって境界を定められるレンズ状体（２４）を準備するステップと、
−  前記容器体（８）および前記レンズ状体（２４）の前記それぞれの第１および第２の周辺輪郭部（２０、２８）を少なくとも部分的に互いに結合させるステップであって、前記周辺輪郭部間の接触面は、溶接界面（４８）を画定する、互いに結合させるステップと、
−  特性発光スペクトルを有する光ビームまたは放射を放出する少なくとも１つのレーザー発光デバイス（３０）を準備するステップと、
−  ここにおいて、前記発光デバイス（３０）は、前記放出される光放射の第１の光ガイド（５２）に動作可能に接続され、前記第１の光ガイド（５２）は、複数の部分またはローブ（Ｌｉ）を備える空間分布に従って出射部（６０）からの前記放射を分配するために、前記光放射の入射部（５６）と出射部（６０）とを備える、
を備える自動車用ライト（４）の製造方法であって、
前記方法が、
−  前記レンズ状体（２４）の内部に前記光放射の光ガイドを得るように構成される前記レンズ状体（２４）の内部に第２の光ガイド（６４）を準備するステップと、
−  ここにおいて、前記第２の光ガイド（６４）は、少なくとも１つの第１のローブまたは部分（Ｌ１）によって画定される前記レーザー放射の少なくとも１つの部分について全内部反射条件を満たすことができる壁が設けられる、
−  前記第２の光ガイド（６４）の内部の前記レーザー放射の少なくとも１つの部分またはローブ（Ｌｉ）を前記溶接界面（４８）の方へ伝搬させるために、前記第１の光ガイド（５２）の前記出射部（６０）から来る前記レーザー放射の少なくとも第１のローブまたは部分（Ｌ１）を前記レンズ状体（２４）の前記第２の光ガイド（６４）の方へ送るように前記第１および前記第２の光ガイド（５２、６４）を互いに適切に配置するステップと、
−  ここにおいて、前記容器体（８）は、前記光ビームに関して吸収部材としての役割を果たし、前記レンズ状体（２４）は、前記光ビームの透過部材としての役割を果たす、
を備えることを特徴とする、自動車用ライト（４）の製造方法。
【請求項２】
前記方法は、前記第１のローブ（Ｌ１）に関して前記レーザー放射の前記第１の部分（Ｌ１）と比較して代替経路をたどるように、前記第１の光ガイド（５２）の前記出射部（６０）から来る前記レーザー放射の少なくとも１つのさらなる部分または第２のローブ（Ｌ２）を前記レンズ状体（２４）の前記第２の光ガイド（６４）の方へ送るステップを備え、前記第２のローブ（Ｌ２）は、前記溶接面（４８）に影響を及ぼす、請求項１に記載の自動車用ライト（４）の製造方法。
【請求項３】
前記第１の光ガイド（５２）の前記出射部（６０）で分配される前記光ビームは、前記レンズ状体（２４）の前記第２の光ガイド（６４）の方へ送られる複数のローブ（Ｌｉ）を備え、前記ローブ（Ｌｎ）は、「ｎ」レベルを有し、ただし「ｎ」は、前記溶接面（４８）に影響を及ぼす前に前記レンズ状体（２４）の前記第２の光ガイド（６４）を通過することによって前記ローブに影響を及ぼす反射の数である、請求項１または２に記載の自動車用ライト（４）の製造方法。
【請求項４】
前記方法は、前記第２の光ガイド（６４）の内部で反射を受けることなく前記レンズ状体（２４）を通過することによって前記溶接面（４８）に影響を及ぼす、「０」レベルを有する少なくとも１つのローブ（Ｌ０）を製造するステップを備える、請求項１、２、３のいずれか１項に記載の自動車用ライト（４）の製造方法。
【請求項５】
前記方法は、前記第２の光ガイド（６４）の内部で異なる数の反射を受けながら前記レンズ状体（２４）を通過することによって前記溶接面（４８）に影響を及ぼす、異なるレベルを有する少なくとも２つのローブ（Ｌｉ）を製造するステップを備える、請求項３または４に記載の自動車用ライト（４）の製造方法。
【請求項６】
前記第１の光ガイド（５２）および前記第２の光ガイド（６４）は、同一方向（Ｘ−Ｘ）に沿って並べられる、請求項１から５のいずれか１項に記載の自動車用ライト（４）の製造方法。
【請求項７】
前記第１の光ガイド（５２）および前記レンズ状体（２４）の前記第２の光ガイド（６４）は、第１および第２の方向（Ｘ−Ｘ、Ｙ−Ｙ）に従って互いに対して傾けられるように配向される、請求項１から５のいずれか１項に記載の自動車用ライト（４）の製造方法。
【請求項８】
前記レーザー発光デバイス（３０）は、光ファイバービーム（３２）を用いて前記第１の光ガイド（５２）に接続され、前記光ファイバー（３２）は、支持物またはマトリックス（３３）に固定される、請求項１から７のいずれか１項に記載の自動車用ライト（４）の製造方法。
【請求項９】
前記第１の光ガイド（５２）は、ローブ（Ｌｉ）での前記光ビームの伝搬のために前記入射部（５６）から始まり、前記出射部（６０）で終わる区画（４２）を画定するように、互いに面し、前記第１の光ガイド（５２）の光軸（Ｘ−Ｘ）に対して傾いた鏡面状の少なくとも一対の壁（６８）を備える、請求項１から８のいずれか１項に記載の自動車用ライト（４）の製造方法。
【請求項１０】
前記区画（４２）は、中が空洞であり、前記壁（６８）は、それらに影響を及ぼす前記光ビームに対して反射する、請求項９に記載の自動車用ライト（４）の製造方法。
【請求項１１】
前記第１の光ガイド（５２）は、前記レーザー放射の前記少なくとも１つの部分（Ｌｉ）について全内部反射の条件を満たすように構成される固体を備え、前記固体は、前記入射部（５６）から前記出射部（６０）まで延びる、請求項１から８のいずれか１項に記載の自動車用ライト（４）の製造方法。
【請求項１２】
前記第１の光ガイド（５２）は、前記レンズ状体（２４）の近くにかつ／または前記レンズ状体（２４）に実質的に接触して出射部（６０）を配置するように成形されて、置かれる、請求項１から１１のいずれか１項に記載の自動車用ライト（４）の製造方法。
【請求項１３】
前記出射部（６０）は、前記レンズ状体（２４）の対応する部分に対して少なくとも部分的に反対に成形され、前記対応する部分の近くにかつ／または前記対応する部分に実質的に接触して配置される、請求項１から１２のいずれか１項に記載の自動車用ライト（４）の製造方法。
【請求項１４】
前記レーザー放射の前記第１の光ガイド（５２）と前記レンズ状体（２４）の前記第２の光ガイド（６４）との間の相互配向は、前記レンズ状体（２４）の前記第２の光ガイド（６４）の内部の伝搬を意図する空間分布の確定ローブ（Ｌｉ）に属するレーザー放射のビームの経路を後方へたどることによって決定される、請求項１から１３のいずれか１項に記載の自動車用ライト（４）の製造方法。
【請求項１５】
前記相互配向は、前記溶接面（４８）から出発して、次の、
−  前記第２の光ガイド（６４）の第１の壁を見出すまで伝搬されることを意図される空間分布の前記ローブ（Ｌｉ）のレーザー放射の前記ビームの経路を後方へたどるステップであって、ここにおいて、レーザー放射の前記ビームの全内部反射の前記条件はそれ自体、満たされてもよい、前記ローブ（Ｌｉ）のレーザー放射の前記ビームの経路を後方へたどるステップと、
−  前記結合可能な第１の光ガイド（５２）に直接面する前記レンズ状体（２４）の第１の面に広がる、前記レーザー放射の入射領域（７２）に会うまで、前記全内部反射を満たすことを見出された前記壁によって反射される前記ビームを決定するステップと、
のステップに従って得られる、請求項１４に記載の自動車用ライト（４）の製造方法。
【請求項１６】
前記プロセスは、前記第１の壁と異なる、前記第２の光ガイド（６４）の任意のさらなる壁を識別するために繰り返される、請求項１５に記載の自動車用ライト（４）の製造方法。
【請求項１７】
前記方法はさらに、
−  前記第１の光ガイド（５２）の前記出射部から来るレーザー放射の前記ビームの方向を識別するために、前記レンズ状体（２４）が作られる材料が空気を通り抜けるときにレーザー放射の前記ビームが受ける屈折を逆算するステップを備え、
−  そのような方向は、レンズ状体（２４）に関して前記第１の光ガイド（５２）の位置決めを決定し、前記第１の光ガイド（５２）の軸（Ｘ−Ｘ）を、前記第２の光ガイド（６４）の前記出射部で逆算されるレーザー放射の前記ビームの方向と同じ方向に置く、請求項１４から１６のいずれか１項に記載の自動車用ライト（４）の製造方法。
【請求項１８】
前記相互配向の前記計算は、前記レンズ状体（２４）の任意の表面不連続部に起因してレーザー放射の前記ビームに影響を及ぼす可能性のあるずれを推定するステップ、および／またはレーザー放射の前記ビームの正確な方向を再び決定するために、そのような不連続部の上乗せを推定するステップを提供する、請求項１４から１７のいずれか１項に記載の自動車用ライト（４）の製造方法。
【請求項１９】
前記容器体（８）は、電力を少なくとも１つの光源（１６）に供給するための電気的接続手段に電気的に接続され、前記自動車用ライト（４）の外部に伝搬させるための光ビームを放出するように構成される、前記少なくとも１つの光源（１６）を収容する閉じ込め筺体（１２）の範囲を定め、
−  レンズ状体（２４）は、前記閉じ込め筺体（１２）を閉じるように構成され、前記光源（１６）から発生される前記光ビームを受け取り、それを前記ライト（４）の外部に伝搬させるように構成される、請求項１から１８のいずれか１項に記載の自動車用ライト（４）の製造方法。
【請求項２０】
前記レーザー溶接ステップは、「同時」溶接技法に従って、前記周辺輪郭部（２０、２８）の異なる所定の部分に同時にそれぞれの光放射を放出する１つまたは複数の光ファイバー（３２）を用いて行われる、請求項１から１９のいずれか１項に記載の自動車用ライト（４）の製造方法。
【請求項２１】
前記レーザー溶接ステップは、「境界」溶接技法に従って、前記周辺輪郭部（２０、２８）に沿って前記光放射を送るように誘導される少なくとも１つの移動するレーザー光源（３０）を用いて行われる、請求項１から２０のいずれか１項に記載の自動車用ライト（４）の製造方法。
【請求項２２】
請求項１から２１のいずれか１項に記載の製造方法によって得られる自動車用ライト（４）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用ライトのレーザー溶接の方法および前記方法を使用して得られる関連する自動車用ライトに関する。
【背景技術】
【０００２】
用語、自動車用ライトは、後部自動車用ライトまたは前部自動車用ライトを区別せずに意味すると理解され、前部自動車用ライトはまた、ヘッドライトとしても知られている。
【０００３】
知られているように、自動車用ライトは、例えばサイドライト、インジケーターライト、ブレーキライト、後部フォグライト、後退ライト、ディップビームヘッドライト、メインビームヘッドライトおよび同様のものなどの、車両の外側の方へ光を発しかつ／または信号を送る機能を有する少なくとも１つの外部自動車用ライトを備える車両の光を発しかつ／または信号を送るデバイスである。
【０００４】
自動車用ライトは、そのもっとも簡単な形では、容器体と、レンズ状体と、少なくとも１つの光源とを備える。
【０００５】
レンズ状体は、収納室を形成するために容器体の口を閉じるように置かれる。光源は、収納室の内部に配置され、それは、電気を供給されるとき、光をレンズ状体の方へ放出するように向けられてもよい。
【０００６】
自動車用ライトの製造方法は、いったん様々な構成部品が組み立てられると、容器体へのレンズ状体の付着および気密封止を提供しなければならない。
【０００７】
そのような封止および付着は通常、溶接によって行われる。
【０００８】
当然ながら、溶接はまた、例えば収納室の内部に配置される、より複雑な自動車用ライトの他の構成部品に関することもある。
【０００９】
自動車用ライトの特に高分子体のレーザー溶接のプロセスは、レーザー放射を透過させることができる透過性高分子体と、レーザー放射を吸収することができる吸収性高分子体とを組み合わせることを可能にする。本ケースでは、レーザー放射は、吸収性高分子体に出会うと熱に変換され、吸収性高分子体は、局所的に熱くなることによって熱を透過性高分子体に伝え、両方の高分子体の軟化および局所融解に関する限り、両方の高分子体はそれ故に、互いにしっかりと接合する。
【００１０】
自動車用ライトの吸収性高分子体は、例えば容器体から構成されてもよく、一方自動車用ライトの透過性高分子体は、例えばレンズ状体によって構成されてもよく、レンズ状体は、容器体を閉じて、自動車用ライトの光源を収容する収容室を形成する。もちろん、吸収性および透過性高分子体は、一般に自動車用ヘッドライトのさらなる高分子構成部品によって構成される可能性もある。
【００１１】
自動車用ライトの高分子体のレーザー溶接プロセスは時には、高分子体の複雑な幾何学的形状のために実装の困難さを有する。取付け具、リブ、溝、突起、湾曲または同様のものなどの透過性高分子体の表面不連続部は、例えば溶接領域の方へのレーザー放射の流れを妨げることもあり、溶接領域はしばしば、レーザー放射の放出点から離れている。
【００１２】
この種の欠点を克服するために、ＵＳ６５９２２３９Ｂ１で述べられるような、またはレーザー放射の焦点を合わせるために平坦な鏡面処理した壁で形成された光ガイドを備えるレーザー放射の分配器を設けられた同時レーザー溶接のための装置の、レーザー放射の光ガイドとしての役割を果たす、本体の高分子透過性部分の使用が提供される解決策が、知られている。しかしながら、レーザー発光体によって放出されるレーザー放射のほんの少しだけが、溶接領域に達するので（図１および図２）、これらの手段は両方とも、貧弱な性能を有する。
【００１３】
述べられた第１の解決策の例として、図１および図２を参照すると、凸形状のレンズ状体は、レンズ状体の内壁でのレーザー放射の少なくとも１つの反射を使用して、レーザーによって放出されたレーザー放射を溶接領域の方へ伝達する（ｃｈａｎｎｅｌ）ことができる光ガイド端部を備えることもある。しかしながら、実験的検査は、レーザー発光体によって放出されたレーザー放射のほんの一部だけが、溶接領域の方へ伝達されるので、レーザー発光体およびレンズ状体の光ガイド端部が、あまり効率的な仕方で協働しないことを示した。実際、図示される例では、レーザー発光体によって放出されたレーザー放射の２２％に等しい割合だけが、レーザー放射の単一反射で溶接領域に達し、一方この割合は、レーザー放射の複数の反射とともに大幅に減少し、レーザー発光体によって放出されたレーザー放射のちょうど２％に達する。
【００１４】
加えて、光ガイドとしての透過性レンズ状体の一部の使用は、レンズ状体が不連続表面を有する場合もまた貧弱な解決策であることが判明する。実際、レーザー放射は、不連続部によって制御されない仕方で偏向されることもあり、またはレンズ状体の入射領域に関するレーザー放射の正しい傾斜は、前記不連続部を回避するために妥協されることもあり、結果としてレーザー放射の浪費をともなう。
【００１５】
述べられた第２の解決策の例として、図３および図４を参照すると、処理手段を用いる溶接プロセスのシミュレーションは、特にもしレンズ状体が湾曲した形状であるならば、平坦な鏡面処理した壁で形成された光ガイドを備えるレーザー放射の分配器が、場合によってはレーザー放射分配器の出射部から現れるレーザー放射を溶接領域の方へ直接送ることができないことを示した。レーザー放射分配器は実際、レンズ状体を物理的に妨げることになるので、時にはレンズ状体の面に近いどんな場所も見出さないこともある。
【００１６】
加えて、鏡面処理した平坦な壁を備えるレーザー放射分配器の使用は、レンズ状体が表面不連続部を提示する場合でさえ論拠のある解決策を証明する。実際、レーザー放射分配器の出射部から現れるレーザー放射のかなりの部分は、溶接領域に達することなくレンズ状体の表面不連続部によって制御されない仕方で偏向される。
【００１７】
要約すると、今まで、自動車用ライトでのレーザー溶接の応用は、もし自動車用ライトの幾何学的形状などの複雑な幾何学的形状を一緒に溶接することが必要であるならば、現在使用中の技法に関しては、あまり効率的でない。
【００１８】
実際、自動車用ライトのレンズ状体および容器体は、高分子材料で作られ、相互結合部の全周囲に沿って大きく変化する傾斜を有する湾曲したまたは真っすぐな結合表面を有する非常に複雑な幾何学的形状を備える。
【００１９】
自動車用ライトまたは容器体およびレンズ状体などのそれらの構成部品の前記複雑な幾何学的形状は、実際は本体の平坦な壁、簡単な幾何学的形状および比較的薄い厚さへの応用に最適化されている現在のレーザー溶接技法にうまく適合されない。
【００２０】
その結果、レーザー溶接技法は、満足のいく結果を保証しないという点で現在は自動車用ライトにほとんど使用されず、いずれにしても、例えば振動、超音波、摩擦溶接および同様のものなどの代替溶接技法と競争できるコスト／時間でないということになる。
【００２１】
次いで、現在のレーザー溶接技法を複雑にし、さらに妨げ、高価にする、自動車用ライトのさらなる特異性がある。
【００２２】
実際、自動車用ライトの構成部品、例えばレンズ状体は、自動車用ライトの明かりを実現するために光源によって放出される光によって横断される可能性がある。レンズ状体は従って、光源によって放出される光に規則によって必要とされる色を与える着色を帯びることができる。例えば、自動車用ライトの停止灯は、実質的に白色の光源および赤色の傾向があるレンズ状体で実現されることもある。
【００２３】
しかしながら、例えば赤色の傾向がある、着色されたレンズ状体は、溶接領域に所定の光エネルギーを提供できなければならないレーザー光源によって提供される光エネルギーに損害を与えるほどに、レーザー溶接プロセスの間に透明なレンズ状体と比較して多くの光エネルギーを吸収する。透過要素としての役割を果たし、放出される放射をフィルタにかける、着色されたレンズ状体の存在に起因して増加する吸収は、より高い出力のレーザービームの使用を必要とし、結果として高い消費および溶接コストをともなう。
【００２４】
このように、レンズ状体のレーザー溶接のエネルギー効率は、さらに低減され、一方では、着色されるために、光放射のかなりの部分を吸収し、他方では、レンズ状体それ自体の前述の複雑な幾何学的形状に起因して半分をはるかに上回って分散する。
【００２５】
すべての上記の考察に照らして、レーザー溶接技法は、あまりに複雑でかつ高価であり、ならびに例えば摩擦、超音波溶接および同様のものなどの代替溶接技法と比較して考案するのに不都合でもあるので、今まで自動車用ライトにほとんど使用されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２６】
【特許文献１】ＵＳ６５９２２３９Ｂ１
【発明の概要】
【００２７】
本発明の目的は、自動車用ライトのレーザー溶接の方法と、レーザー溶接プロセスを確実にすることができる前記方法を使用して得られる自動車用ライトとを得ることであり、それは、従来の解決策と比較してより大きいレーザー発光体によって放出されるレーザー放射の一部が溶接領域に達することを可能にする。
【００２８】
発明の目的は従って、従来技術によって提供されるそれと比較してレーザー光源の出力を低減することができる、自動車用ライトで使用される高分子体のレーザー溶接方法を考案することである。
【００２９】
本発明の目的は従って、今までこの溶接技法を不都合でかつ高価にしている、自動車用ライトの特定の性質に関係する技術的欠点を克服するレーザー溶接技法を用いて自動車用ライトの溶接を行うことである。
【００３０】
そのような目的は、請求項１に記載の自動車用ライトの製造方法、および請求項２２に記載の自動車用ライトによって達成される。
【００３１】
本発明の他の実施形態は、従属項で述べられる。
【００３２】
本発明のさらなる特徴および利点は、その好ましいかつ限定されない実施形態の以下で与えられる説明からより明確に理解できることになる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本説明で時々言及される、従来技術の溶接解決策および方法の概略図を示す図。
【図２】本説明で時々言及される、従来技術の溶接解決策および方法の概略図を示す図。
【図３】本説明で時々言及される、従来技術の溶接解決策および方法の概略図を示す図。
【図４】本説明で時々言及される、従来技術の溶接解決策および方法の概略図を示す図。
【図５】本説明で時々言及される、従来技術の溶接解決策および方法の概略図を示す図。
【図６】本説明で時々言及される、従来技術の溶接解決策および方法の概略図を示す図。
【図７】本説明で時々言及される、従来技術の溶接解決策および方法の概略図を示す図。
【図８】本説明で時々言及される、従来技術の溶接解決策および方法の概略図を示す図。
【図９】本説明で時々言及される、従来技術の溶接解決策および方法の概略図を示す図。
【図１０】本説明で時々言及される、従来技術の溶接解決策および方法の概略図を示す図。
【図１１】本発明による自動車用ライトの、組み立てられた構成での斜視図。
【図１２】図１１での自動車用ライトの別々のパーツでの斜視図を示す図。
【図１３】本発明による自動車用ライトの溶接装置の、組み立てられた構成での斜視図。
【図１４】図１３での溶接装置の別々のパーツでの斜視図を示す図。
【図１５】前記図のより明確な理解のためにいくつかの詳細が省略されている、本発明のさらなる実施形態による溶接装置の、部分的に横断面での斜視図。
【図１６】図１５での装置の部分的横断面図を示す図。
【図１７】前記図のより明確な理解のためにいくつかの詳細が省略されている、本発明のさらなる実施形態による溶接装置の、部分的に横断面での斜視図。
【図１８】図１７での装置の部分的横断面図を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下で述べられる実施形態に共通する要素または要素のパーツは、同じ参照数字を使用して示されることになる。
【００３５】
前述の図を参照すると、参照数字４は、自動車用ライトを全体的に表し、次に来る説明は、そうすることによってその一般的適用性を失うことなく自動車用ライトに言及する。
【００３６】
上で述べられるように、用語、自動車用ライトは、後部自動車用ライトまたは前部自動車用ライトを区別せずに意味すると理解され、前部自動車用ライトはまた、ヘッドライトとしても知られている。
【００３７】
知られているように、自動車用ライトは、例えば、前部、後部または側部サイドライトのこともあるサイドライト、インジケーターライト、ブレーキライト、後部フォグライト、ディップビームヘッドライト、メインビームヘッドライトおよび同様のものなどの、光を発しかつ／または信号を送る機能を有する車両の少なくとも１つの外部ライトを備える。
【００３８】
自動車用ライト４は、通常高分子材料から成る容器体８を備え、それは典型的には、関連する車両への自動車用ライト４の装着を可能にする。
【００３９】
本発明のためには、容器体８は、任意の形状およびサイズであってもよく、例えば、結合可能な車両の例えば車体または他の締結具に直接結合されない、自動車用ライトの内部の要素でさえあってもよい。
【００４０】
一実施形態によると、容器体８は、閉じ込め筺体１２の範囲を定める。
【００４１】
一実施形態によると、少なくとも１つの光源１６を収納する閉じ込め筺体１２は、電力を光源１６に供給するための電気的接続手段に電気的に接続され、自動車用ライト４の外部に伝搬させるための光ビームを放出するように構成される。
【００４２】
本発明のためには、使用される光源１６の種類は、無関係であり、例えば、光源１６は、発光ダイオード（ＬＥＤ）の光源である。
【００４３】
容器体８は、第１の周辺輪郭部２０によって境界を定められる。
【００４４】
第２の周辺輪郭部２８によって同様に境界を定められるレンズ状体２４は、容器体８に接合される。
【００４５】
本発明のためには、レンズ状体２４は、大気に直接さらされる自動車用ライトの少なくとも１つの外壁を画定するために、自動車用ライト４の外部にあってもよいか、本発明のためには、レンズ状体はまた、自動車用ライト４の内部にあってもよく、すなわち外部大気に直接さらされず、同様に１つもしくは複数の遮蔽物または被覆パネルによって直接的にまたは間接的に覆われてもよい。
【００４６】
可能な実施形態によると、レンズ状体２４は、閉じ込め筺体１２を閉じるのに適しており、一実施形態によると、レンズ状体２４は、光源１６によって生成される光ビームを自動車用ライト４の外部に透過させるように構成される。
【００４７】
そのような目的のために、レンズ状体２４は、少なくとも部分的に透明のまたはセミ透明のまたは半透明の材料で作られ、またどんな場合でも光源１６によって生成される光ビームの少なくとも部分的横断を可能にするために、１つまたは複数の不透明部分を備えてもよい。
【００４８】
第２の周辺輪郭部２８は、自動車用ライト４の組み立てられた構成で、成形カップリングに従って第１の周辺輪郭部２０と結合されるように、第１の周辺輪郭部２０に対して反対に成形される。
【００４９】
自動車用ライト４の組み立ては、それぞれの第１および第２の周辺輪郭部２０、２８を少なくとも部分的に互いに接合するステップを備える。例えば、それぞれの第１および第２の周辺輪郭部２０、２８を接合するために容器体８の閉じ込め筺体１２を閉じるようにレンズ状体２４を配置するステップが、準備される。
【００５０】
本発明による自動車用ライトの製造方法は、レーザー溶接を用いて、前記周辺輪郭部２０、２８でレンズ状体と容器体とを互いに接合するステップを準備する。
【００５１】
本発明のためには、レーザー溶接プロセスは、異なる技法で、例えば同時レーザー溶接、ほぼ同時のレーザー溶接、境界レーザー溶接、マスクレーザー溶接、放射状レーザー溶接、球状レーザー溶接、その他で実現されてもよい。
【００５２】
しかしながら、次に来る説明では、そうすることによってその一般的適用性を失うことなく同時レーザー溶接への具体的言及が、行われることになる。
【００５３】
特に、特性発光スペクトルを有するレーザービームまたは光ビームまたは電磁放射を放出する少なくともレーザー光源３０が、準備される。特性発光スペクトルは、実質的にある周波数で放出されるまたはある波長を有する電磁放射を意味すると見なされる。可能な実施形態によると、レーザー光源は、レーザービームがＣＯ２を備えるガス混合物によって生成されるＣＯ２レーザー、またはレーザービームが固体結晶によって生成されるＹＡＧレーザー、またはレーザーダイオード（ＬＥＤ）を備える。
【００５４】
レーザー光源３０は、光ファイバー３２を支持する機能ならびにレーザー光源３０によって放出される光ビームをレーザー放射の分配器３６を通じて誘導する機能を有するマトリックス／ガイド３３に挿入された光ファイバー３２と結合される。
【００５５】
溶接は好ましくは、容器体８をそれぞれの付着ブロック３５にブロック固定した後に行われる。
【００５６】
見られるように、溶接ステップの間、容器体８は、レーザー光源によって放出される光ビームに関して吸収部材としての役割を果たし、レンズ状体２４は、前記光ビームの透過部材としての役割を果たす。
【００５７】
図５、図６および図７を参照すると、それ自体知られている同時レーザー溶接のための装置は、発光体またはレーザー光源３０と、光ファイバー３２の束と、レーザー放射の分配器３６とを含む。光ファイバー３２の束は、レーザー発光体３０によって放出されたレーザー放射を集めて、レーザー放射の分配器３６の方へ運ぶためにレーザー発光体３０に接続される。光ファイバー３２の束は、次いで複数の光ファイバー３２に分岐し、そのそれぞれは、一方の端部で終了し、レーザー発光体３０によって放出されるレーザー放射の一部は、その端部から放出される可能性がある。
【００５８】
光ファイバーの端部は、貫通孔を設けられる支持物またはマトリックス３３に固定され、貫通孔のそれぞれは、光ファイバーの一方の端部を収納し、支持することができる。
【００５９】
分配器３６は、例えば２つの平坦な鏡面処理した壁４０で形成され、光軸Ｘ−Ｘを設けられる。
【００６０】
これらの壁４０は、互いに面して配置され、結果として入射開口４４から始まり、出射開口４６で終わる区画４２を画定するように分配器の光軸Ｘ−Ｘに関して鏡面反射的に傾けられる。
【００６１】
区画４２の入射開口４４は、光ファイバー３２のための支持物３３に接続され、その結果区画４２は、光ファイバー３２から現れるレーザー放射を受け取ることができる。区画４２の出口開口４６は、レーザー放射分配器３６の出射口を構成し、その出射口から、区画４２の内部の多重反射によってレーザー放射の分配器３６の外部に伝搬されるレーザー放射が、出てくる。
【００６２】
一実施形態によると、区画４２の入射開口４４は、区画４２の出射開口４６の面積よりも大きい面積で広がり、それ故にレーザー放射分配器３６にくさび形の立体構造を与える。分配器のこの構造は、公開番号ＵＳ２００６／０２１９６７５を有する米国特許出願で述べられ、図８および図９で簡潔に参照されるように、レーザー放射分配器３６の出射口４６でのレーザー放射の部分またはローブ（lobe）Ｌｉの分布に関与する。部分またはローブは、放出されるレーザー放射の一部を意味すると理解される。
【００６３】
言及されるレーザー放射の空間分布の説明については、前述の米国特許を読み取ること。これに関してしかしながら、分配器３６の区画４２の、特にその開口４４、４６の幾何学的形状の変化は、レーザー放射の分布に関連するローブＬｉの数およびサイズを決定することが、思い出される。
【００６４】
図１０を参照して、その上、ゼロ次のローブＬ０は、レーザー放射の分配器３６の光軸Ｘ−Ｘと同じ方向を有するものであり、分配器３６の内部でレーザー放射のどんな反射も受けないレーザー放射の半径に関連付けられ、一方次数１のローブＬ１は、分配器３６の光軸と角度Ψを形成する分配器３６から現れるレーザー放射の半径に関連するローブであるという事実が、述べられる。この角度Ψは、関係Ψ＝２α＋βによって決定され、分配器３６の内部でレーザー放射の単一反射を受けるレーザー放射の半径に関連する。
【００６５】
次数２の追加のローブＬ２は、レーザー放射の分配器３６の内部で２回反射され、レーザー放射の分配器３６の光軸Ｘ−Ｘと次数１のローブＬ１に関連する角度よりも大きい角度を形成するレーザー放射の半径に関連する。
【００６６】
前に言及された同時レーザー溶接のための装置は、一般性を失うことなくそれへの明確な言及がなされることになる、例えばレンズ状体２４および容器体８などの、特に自動車用ライト４の要素を溶接するために使用され、レンズ状体２４は、透過性高分子体としての役割を果たし、一方容器体８は、吸収性高分子体としての役割を果たす。自動車用ライト４の前記レンズ状体２４および容器体８は、例えばポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ＡＢＳ、および同様のもので作られ、複雑な幾何学的形状で広がる。特に、レンズ状体２４は、表面不連続部を有することもある。レンズ状体２４は、溶接段階の間、レーザー放射の分配器３６の出射開口４６に直接面している。
【００６７】
本発明による溶接方法が、今から詳細に述べられることになる。
【００６８】
特に、第１の周辺輪郭部２０によって境界を定められる容器体８が、準備され、第２の周辺輪郭部２８によって境界を定められるレンズ状体２４が、準備され、容器体８およびレンズ状体２４のそれぞれの第１および第２の周辺輪郭部２０、２８を少なくとも部分的に互いに結合させ、その結果前記周辺輪郭部間の接触面は、溶接界面４８を画定する。
【００６９】
特性発光スペクトルを有する光ビームまたは放射を放出する少なくとも１つのレーザー発光デバイス３０（例えば、発光ダイオードすなわちＬＥＤ）が、さらに準備される。
【００７０】
発光デバイス３０は、放出される光放射の第１の光ガイド５２または分配器デバイスに動作可能に接続され、前記第１の光ガイドは、複数の部分またはローブＬｉを備える空間分布に従って前記出射部６０からの放射を分配するために、光放射の入射部５６と出射部６０とを備える。
【００７１】
例えば、前記第１の光ガイド５２は、光ファイバー３２のための支持物３３に接続される。
【００７２】
有利には、本発明による方法はさらに、それ自体レンズ状体２４の内部を伝搬する光放射の光ガイドを得るように構成されるレンズ状体２４の内部に第２の光ガイド６４または光ガイド部分を準備するステップを備える。
【００７３】
レンズ状体２４の前記第２の光ガイド６４は、少なくとも１つの第１のローブＬｉによって画定されるレーザー放射の少なくとも１つの部分について全内部反射条件を満たすことができる壁を設けられる。
【００７４】
有利には、第１および第２の光ガイド５２、６４は、第２の光ガイド６４の内部のレーザー放射の少なくとも１つの部分を溶接界面４８の方へ伝搬させるために、第１の光ガイド５２の出射部６０から来るレーザー放射の少なくとも第１のローブまたは部分Ｌｉをレンズ状体２４の第２の光ガイド６４の方へ送るように互いに適切に配置される。
【００７５】
見られるように、容器体８は、光ビームに関連する吸収部材としての役割を果たし、レンズ状体２４は、光ビームの透過部材としての役割を果たす。このように、溶接界面４８に達する光ビームは、容器体８およびレンズ状体２４の周辺輪郭部２０、２８をそれぞれ軟化させて、一緒に溶接することができる。
【００７６】
可能な実施形態によると、本方法は、第１のローブＬｉに関係するレーザー放射の第１の部分と比較して代替経路をたどるように、第１の光ガイド５２の出射部６０から来るレーザー放射の少なくとも１つのさらなる部分または第２のローブＬ２を、レンズ状体２４の第２の光ガイド６４の方へ送るステップを備え、第２のローブＬ２は、溶接面４８に影響を及ぼす。
【００７７】
一実施形態によると、第１の光ガイド５２の出射部６０で分配される光ビームは、レンズ状体２４の第２の光ガイド６４の方へ送られる複数のローブＬｉを備え、前記ローブは、「ｎ」レベルを有し、ただし「ｎ」は、溶接面４８に影響を及ぼす前にレンズ状体２４の第２の光ガイド６４を通過することによってローブに影響を及ぼす反射の数である。
【００７８】
一実施形態によると、本方法は、第２の光ガイド６４の内部で反射を受けることなくレンズ状体２４を通過する、溶接面４８に影響を及ぼす少なくとも１つのローブ「０」を製造するステップを備える。
【００７９】
一実施形態によると、本方法は、第２の光ガイド６４の内部で異なる数の反射を受けながらレンズ状体２４を通過する、溶接界面４８に影響を及ぼす、異なるレベルの少なくとも２つのローブＬｉを製造するステップを備える。
【００８０】
可能な実施形態によると、第１の光ガイド５２およびレンズ状体２４の第２の光ガイド６４は、同じ方向に並べられる。
【００８１】
可能なさらなる実施形態によると、第１の光ガイド５２およびレンズ状体２４の第２の光ガイド６４は、レンズ状体２４の表面不連続部を迂回するために、第１および第２の方向Ｘ−Ｘ、Ｙ−Ｙに従って互いに傾けられるように配向される。
【００８２】
本発明による第１の光ガイド５２は、いくつかの変形に従って実現されてもよい。
【００８３】
例えば、第１の光ガイド５２は、ローブＬｉでの光ビームの伝搬のために入射部５６から始まり、前記出射部６０で終わる区画４２を画定するように、互いに面し、第１の光ガイド５２の光軸Ｘ−Ｘに対して傾斜した鏡面状の少なくとも一対の壁６８を備えてもよい。
【００８４】
例えば、前記区画４２は、中が空洞であってもよく、前記壁６８は、それらに入射する光ビームを反射してもよい（図１５〜図１６）。
【００８５】
さらなる実施形態によると、第１の光ガイド５２は、レーザー放射の少なくとも１つの部分またはローブＬｉについて全内部反射条件を満たすのに適した固体を備え、固体５６は、前記入射部から前記出射部６０まで延びる（図１７〜図１８）。
【００８６】
例えば、第１の光ガイド５２は、レンズ状体２４の近くにかつ／またはレンズ状体２４と実質的に接触して出射部６０を配置するように成形されて、置かれる。
【００８７】
一実施形態によると、前記出射部６０は、レンズ状体２４の対応する部分に対して少なくとも部分的に反対に成形され、対応する部分の近くにかつ／または対応する部分と実質的に接触して配置される。
【００８８】
第１および第２の光ガイド５２、６４間の相互配向を規定するための可能な方法が、今から述べられることになる。
【００８９】
特に、第１の光ガイド５２とレンズ状体２４の第２の光ガイド６４との間の相互配向は、レンズ状体２４の第２の光ガイド６４の内部での伝搬を意図する空間分布の確定ローブＬｉに属するレーザー放射のビームの経路を後方へたどることによって決定される。
【００９０】
例えば、そのような相互配向は、溶接界面４８から出発して、次のステップ、
−  レーザー放射のビームの全内部反射の条件それ自体が満たされてもよい、第２の光ガイド６４の第１の壁を見出すまで伝搬されることを意図されている空間分布のローブＬｉのレーザー放射のビームの経路を後方へたどるステップと、
−  結合可能な第１の光ガイド５２に直接面するレンズ状体６４の第１の面に広がるレーザー放射の入射領域７２に会うまで、全内部反射を満たすことを見出された壁によって反射されるビームを決定するステップと、に従って得られる。
【００９１】
前述の後方へたどる手順は、前記第１の壁から分離した、第２の光ガイド６４の可能な追加の壁を識別するために繰り返されてもよい。
【００９２】
その上、一実施形態によると、後方へたどる手順は、レーザー放射の第１の光ガイド５２の出射部６０から来るレーザー放射のビームの方向を識別するために、レンズ状体６４が作られる材料が空気を通り抜けるときにレーザー放射のビームが受ける屈折を逆算するステップを備える。
【００９３】
そのような方向は、レンズ状体２４に関して第１の光ガイド５２の位置決めを決定し、例えば、レーザー放射の第１の光ガイド５２の軸を、第２の光ガイド６４の出射部で逆算されたレーザー放射のビームの方向と同じ方向に置く。
【００９４】
相互配向の計算はまた、レンズ状体２４の任意の表面不連続部に起因してレーザー放射のビームに影響を及ぼす可能のあるずれを推定するステップ、および／またはレーザー放射のビームの正確な方向を再び決定するために、そのような不連続部の上乗せ分（overriding）を推定するステップを提供してもよい。
【００９５】
上述のように、レーザー溶接ステップは、「同時」溶接技法に従って、前記周辺輪郭部２０、２８の分離した所定の部分にそれぞれの光放射を同時に放出する１つまたは複数の光ファイバー３２によって行われてもよい。
【００９６】
「等高線」溶接技法に従って、前記周辺輪郭部２０、２８に沿って光放射を向けるように誘導される少なくとも１つのモバイルレーザー光源を使用して自動車用ライト４を溶接することもまた、可能である。
【００９７】
加えて、見られるように、レーザー溶接プロセスは、例えば同時レーザー溶接、ほぼ同時のレーザー溶接、境界レーザー溶接、マスクレーザー溶接、放射状レーザー溶接、球状レーザー溶接などの異なる技法で実現されてもよい。
【００９８】
本説明から理解されてもよいように、本発明による製造方法は、従来技術の欠点を克服することを可能にする。
【００９９】
特に、本発明の方法のおかげで、ライトの周辺に沿って大きく変化する曲率と厚さとを有する、任意の種類の複雑な幾何学的形状を有する自動車用ライトにレーザー溶接の技法を応用することが、可能である。
【０１００】
本発明によるレーザー溶接技法は、従来技術の代替溶接技法と比較して不都合でないだけでなく、自動車用ライトの分野での従来技術の解決策と比較して、溶接接合の同じ品質のために、コストおよび時間の両方の観点からより良好なことさえもある。
【０１０１】
特に、光ビームの大部分が、レンズ状体と容器体との間の溶接界面に伝達される可能性があるので、消費量の低減、従ってコストの低減がある。
【０１０２】
レンズ状体と容器体との間の溶接の界面部分への光ビームはそれ故に、光量を浪費することなく、優れた機械的品質を有する溶接接合を得るのに適している。
【０１０３】
さらに、レーザー溶接ステップは、それを行うために使用される技法、例えば「等高線」または「同時」型にかかわらず、迅速でかつ信頼性があり、従来技術と比較して同じ品質の接合のための組み立てコストのさらなる低減を可能にする。
【０１０４】
実験的検査は、本発明の方法を使用するレーザー溶接システムの効率が、凸状に広がるレンズ状体の場合に、従来技術と比較して改善されることを示した。実際、従来技術に関して上で述べられた同じ例を参照すると、レーザー放射分配器の光ガイドの出射部から現れる放射の３１％の割合が、溶接領域に達することができる。その上、レーザー放射の分配器の光ガイドと協働する光ガイド部分を準備することによって、特に表面不連続部を有するレンズ状体のレーザー溶接において、従来技術の教示に関して溶接領域を意図するレーザー放射をより効率的に制御することが、可能である。本ケースでは、レーザー放射分配器の出射口でのレーザー放射分布の少なくとも１つのローブは、レンズ状体の光ガイド部分で運ばれるその目的地に達することができるので、レンズ状体の可能性のある表面不連続部を迂回することができることもある。
【０１０５】
本発明の自動車用ライトは、電気エネルギーを供給されるときに光を放出するように構成される光源を収納する収納室を形成するために、レンズ状体によって閉じられる容器体を備える。レンズ状体および容器体は、高分子性である。レンズ状体は、光放射、特にレーザーのための光ガイドとしての役割を果たすように構成される部分を含む複雑な幾何学的形状で広がる。そのような自動車用ヘッドライトは、今しがた述べられた方法によって作られる。
【０１０６】
明らかに、本発明は、添付の特許請求の範囲によって規定されるような保護の範囲内にとどまりながら多数の実施形態または変形を受けやすい。例えば、レーザー溶接手順は、異なる技法で、例えば境界レーザー溶接で実装されてもよい。この場合、レーザー放射の分配器は、レーザー発光体によって放出されるレーザー放射をその中に受け入れて、伝搬させることができる、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ＡＢＳ、または同様のものなどの高分子材料で作られた光ガイドで置き換えられてもよい。
【０１０７】
そのような光ガイドは、それからの出射でのレーザー放射にローブでの分布を与えるために、くさび形を有し、ローブの少なくとも１つは、溶接領域に達するためにレンズ状体の光ガイド部分の内部に侵入して、伝搬されることを意図されている。
【０１０８】
当業者は、添付の特許請求の範囲によって規定されるような本発明の保護の範囲内にとどまりながら条件付きのかつ特定の要件を満たすために、上述した自動車用ライトの製造方法に多数の変更および変形を行ってもよい。
【図１】
2015201439.tif 000003
【図２】
2015201439.tif 000004
【図３】
2015201439.tif 000005
【図４】
2015201439.tif 000006
【図５】
2015201439.tif 000007
【図６】
2015201439.tif 000008
【図７】
2015201439.tif 000009
【図９】
2015201439.tif 000010
【図１０】
2015201439.tif 000011
【図１１】
2015201439.tif 000012
【図１２】
2015201439.tif 000013
【図１３】
2015201439.tif 000014
【図１４】
2015201439.tif 000015
【図１５】
2015201439.tif 000016
【図１６】
2015201439.tif 000017
【図１７】
2015201439.tif 000018
【図１８】
2015201439.tif 000019
【図８】
2015201439.tif 000020
【外国語明細書】
2015201439000001.pdf