(57)【要約】【課題】本発明は、レンズとハウジングとで灯室を形成する車両用灯具において、レンズの形状に係わらずレンズとハウジングとを効率良く溶着するレーザ溶着方法を提供する。【解決手段】光吸収性を有する熱可塑性樹脂で形成されたハウジング５の外周縁部全周に設けられた溶着凹部７に外周縁部全周に設けられた溶着凸部８が嵌合するように光透過性を有する熱可塑性樹脂で形成されたレンズ２を落とし込み、レンズ２側から圧力を加えた状態でセットする。そして、レンズ表面２′と透明抑え板１１とで弾性導光体９に圧縮荷重を加えて挟み込んで３部材構造にする。この状態で、外部の発振源から放射されたレーザ光Ｌが透明抑え板１１の入射面１５から入射されて３部材構造内を導光されて嵌合部１０に到達し、溶着３して灯室２０を形成する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズとハウジングとによって灯室が構成される車両用灯具であって、前記レンズと前記ハウジングとを前記レンズの外周縁部の先端溶着部と前記ハウジングの外周縁部の先端溶着部とを接触させて配置し、前記接触部の全周を含む平面に略垂直方向で前記レンズの前記接触部方向とは反対方向の表面の前記接触部に対応する位置に、一方の面を直接面接触させて弾性導光体を配置し、更に前記弾性光導体の前記レンズ表面と接触する面に対向する面に透明基材を直接面接触させて配置し、前記透明基材の外側から略前記接触部方向に向けて放射されたレーザ光が前記透明基材の入射面を介して前記透明基材内に入射され、前記透明基材、前記弾性導光体及び前記レンズの各内部を略直線的な光路を導光されて前記接触部に到達し、前記レーザ光のエネルギーによって前記レンズと前記ハウジングとの前記接触部が加熱溶融して溶着されることによりレンズとハウジングが接合されて灯室が形成される工程を有することを特徴とする車両用灯具の溶着方法。
【請求項２】
前記透明基材を形成する部材は前記レンズを形成する部材と同一であることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具の溶着方法。
【請求項３】
前記弾性導光体を形成する部材は透明シリコーン樹脂あるいは透明ゴムであることを特徴とする請求項１又は２の何れか１項に記載の車両用灯具の溶着方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用灯具の灯室を形成するためのレンズとハウジングとのレーザ溶着方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用灯具において、光透過性を有する熱可塑性樹脂で形成されたレンズと、光吸収性を有する熱可塑性樹脂で形成されたハウジングを接合して灯室を構成する接合手段の一つとして、レーザ光による溶着方法がある。例えば、図３に示すように、外周縁部の全周に亘って下方へ突出するシール脚４６ａが設けられたレンズ４６が透明の熱可塑性樹脂材料で形成され、一方、周縁フランジ部４４ａが設けられた前端開口部を有するハウジング４４が不透明の熱可塑性樹脂材料で形成されている。そして、レンズ４６のシール脚４６ａの先端面４６ｂとハウジング４４の周縁フランジ部４４ａの受け面４４ｂとを圧設させた状態で、レーザ光Ｌをシール脚４６ａの基端部４６ｄから入射させてシール脚４６ａ内を導光させ、周縁フランジ部４４ａの受け面４４ｂを照射させて加熱溶融させる。この加熱溶融によって接触するシール脚４６ａの先端面４６ｂも溶融され、相溶状態となって溶着される。というものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２４３８１２号公報（第３−５頁、第２図）
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のレーザによる溶着方法は、基端部４６ｄのレーザ光入射面４８とレーザ光Ｌの発振源から入射面４８に到る光路とが直交しており入射面４８に到達したレーザ光Ｌは屈折することなく基端部４６ｄに入射し、更に、直線的に形成されたシール脚４６ａ内を導光されて受け面に到達し溶着が行なわれる。しかしながら、現在の車両用灯具においては、小型化や見映えが重視されるため、殆んど曲面で構成されている。従って、レーザ光の入射面４８になるレンズにおいては自由曲面であり、さらに、シール脚４６ａに相当する部分が直線的に形成されることは殆んどないのが現状である。そこで、現状に沿った灯具を従来技術の溶着方法で行なうとすると、例えば、レーザ光Ｌをシール脚４６ａ内に入射させる入射面４８を有する基端部４６ｄが屈折率１．５５のポリカーボネート樹脂で形成されている場合、入射面４８から入射されたレーザ光Ｌが直接受け面４４ｂに到達するためには、入射面４８が入射面４８のレーザ光入射点４９と受け面４４ｂを結ぶ直線を屈折光線方向としたときに屈折角が約４０°以内になるような法線上に中心を有する曲面又は法線に直交する平面であることが必要である。言い換えれば、入射面４８のレーザ光入射点４９と受け面４４ｂを結ぶ直線に対して９０°〜約１３０°以内で交わる直線を接線とする曲面又は直線を含む平面でなければレーザ光は直接受け面４４ｂに到達しない。つまり、受け面４４ｂがレンズの外周縁部の端部近傍にあるためにレーザ光Ｌが入射するレンズ面が入射面４８のレーザ光入射点４９と受け面４４ｂを結ぶ光路に対して大きい傾きを有しているような場合は、レーザ光Ｌが基端部４６ｄに入射しないことがあるという問題点がある。また、レーザ光Ｌが基端部４６ｄから入射したとしても、入射方向が受け面４４ｂに向かっていない場合は受け面４４ｂに到達するまでに反射、吸収および外部への出射等が繰り返されるためレーザ光Ｌの導光損失が生じるという問題を生じる。この問題を解決するために、図４のようにレーザ入射点１におけるレンズ表面２′のレーザ光入射点１と溶着部３を結ぶ光路に対する傾きを小さくしてレーザ光Ｌが溶着部３に到達可能なようなレンズ形状にすることも一つの方法であるが、この場合、灯具３０の光源から放射された照射光が灯具外に放出されるときに照射光の放出に寄与しないレンズの外周リブ４が大きくなり、灯具３０として不要な部分を有することにより、灯具３０を搭載する車両側の小型化及び設計の自由度を阻害すると同時に、灯具３０自体も見映えの悪いものとなり、さらに小型、軽量、低コスト化に逆行することとなり、商品性を低下させるなどの問題点がある。
本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、光透過性を有する熱可塑性樹脂で形成されたレンズと、光吸収性を有する熱可塑性樹脂で形成されたハウジングとをレーザ光によって溶着するに当たり、レーザ光の入射面となるレンズの形状に係わりなく、発振源から放射されて導光部材に入射したレーザ光が反射されることなく直線的に直接溶着部へ到達することにより、高エネルギーのレーザ光照射で単位時間あたりの作業量が向上し、製造コストの低減が図られ、さらに、灯具のデザイン設計に制約を与えないで小型、軽量、低コスト化が可能で、灯具を搭載する車両側にも余分なスペース、設計上の制約を必要としない車両用灯具を可能にする溶着方法を実現することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、レンズとハウジングとによって灯室が構成される車両用灯具であって、前記レンズと前記ハウジングとを前記レンズの外周縁部の先端溶着部と前記ハウジングの外周縁部の先端溶着部とを接触させて配置し、前記接触部の全周を含む平面に略垂直方向で前記レンズの前記接触部方向とは反対方向の表面の前記接触部に対応する位置に、一方の面を直接面接触させて弾性導光体を配置し、更に前記弾性光導体の前記レンズ表面と接触する面に対向する面に透明基材を直接面接触させて配置し、前記透明基材の外側から略前記接触部方向に向けて放射されたレーザ光が前記透明基材の入射面を介して前記透明基材内に入射され、前記透明基材、前記弾性導光体及び前記レンズの各内部を略直線的な光路を導光されて前記接触部に到達し、前記レーザ光のエネルギーによって前記レンズと前記ハウジングとの前記接触部が加熱溶融して溶着されることによりレンズとハウジングが接合されて灯室が形成される工程を有することを特徴とするものである。
【０００５】
また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記透明基材を形成する部材は前記レンズを形成する部材と同一であることを特徴とするものである。
【０００６】
また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１又は２の何れか１項において、前記弾性導光体を形成する部材は透明シリコーン樹脂あるいは透明ゴムであることを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施形態を図１及び図２を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【０００８】
本発明の実施例に係わる車両用灯具の断面図を図１に示しており、レンズ２とハウジング５とで灯室２０が形成されている。図２ではこのような灯室２０を形成するためのレンズ２とハウジング５の溶着工程を（ａ）から（ｄ）に示している。まず、（ａ）に示すように光吸収性を有する熱可塑性樹脂で形成されたハウジング５を固定台６上に置き、ハウジング５の外周縁部全周に設けられた溶着凹部７に外周縁部全周に設けられた溶着凸部８が嵌合するように光透過性を有する熱可塑性樹脂で形成されたレンズ２を落とし込み、レンズ側から圧力を加えた状態でセットする。
【０００９】
一方、（ｂ）に示すように、レンズ２を形成する材料の屈折率に近似した屈折率を有する弾性導光体９を溶着凸部８と溶着凹部７の嵌合部１０を覆うような形状に形成してレンズ２を形成する材料と同一の材料またはレンズ２を形成する材料の屈折率に近似した屈折率を有する材料からなる透明抑え板１１に取り付ける。この場合、弾性導光体９と透明抑え板１１とは接着剤或いは接着シートを介して接触面の幅方向の両端部１２を固定し、接触面の中央部１３は弾性導光体９と透明抑え板１１とが直接接触するようになっている。そして、弾性導光体９が取り付けられた透明抑え板１１を、固定台６にセットされた灯具３０のレンズ表面２′上方に弾性導光体９の先端部１４が溶着凸部８と溶着凹部７の嵌合部１０に対向するように位置合わせを行なう。
【００１０】
そして、（ｃ）のように透明抑え板１１を嵌合部１０を含む平面と平行を保ってレンズ表面２′側に接近させ、レンズ表面２′との間の弾性導光体９に圧縮荷重を加えることによりレンズ２と弾性導光体９の中央部１３と透明抑え板１１との３部材が空気層を設けないで直接接触した状態で一体化される。
【００１１】
この状態で、（ｄ）に示すように、透明抑え板１１の上方に設けられた発振源（図示せず）から下方の灯具３０の溶着凸部８と溶着凹部７の嵌合部１０に向けてレーザ光Ｌを放射すると、屈折率が同一または近似した透明抑え板１１、弾性導光体９及びレンズ２の各内部を略直進する光路を導光されて嵌合部１０に到達し、光吸収性を有する熱可塑性樹脂で形成されたハウジング５の溶着凹部７がレーザ光Ｌのエネルギーによって加熱溶融される。さらに、この加熱溶融によって接触する光透過性を有する熱可塑性樹脂で形成されたレンズ２の溶着凸部８も加熱溶融され、相溶状態となって溶着される。これを嵌合部１０全周に亘って行なうことによりレンズ２とハウジング５による灯具３０の灯室２０が形成される。
【００１２】
なお、発振源から放射されたレーザ光Ｌが最初に入射する透明抑え板１１の入射面１５は、平面にしてレーザ光Ｌを平行光として入射しても良いし、発振源から入射面１５に到る光路を光軸とする比較的極率半径が大きい凸曲面にして集光させながら入射してもよく、レーザ光Ｌのスポット径、溶着部３の幅、入射面１５から溶着部３までの距離等を考慮して溶着に寄与しないレーザ光を極力少なくし、効率の良い溶着を行なうように設定、選択すればよい。
【００１３】
また、弾性導光体は弾性を有し、透明でレンズの屈折率と同一かそれに近似したものであればよく、例えば、透明シリコーン樹脂或いは透明ゴムが使用される。
【００１４】
【発明の効果】
上述したように、本発明では、レンズとハウジングとを溶着するに当たって、外部で放射されたレーザ光が溶着部分まで到達するための光路において、レーザ光が最初に入射される透明抑え板の入射面がレーザ光の発振源から透明抑え板の入射面に到る光路に垂直な平面又は光路を光軸とする凸曲面で構成されているため、透明抑え板の入射面に到達したレーザ光は発振源から透明基材の入射面に到る光路が屈折されることなく直進するか又は直線の光軸方向に集光されて透明抑え板内に入射されることになり、どちらにしても透明抑え板に到達したレーザ光の殆んどが透明抑え板内に入射することになる。
【００１５】
さらに、透明抑え板内に入射したレーザ光は、屈折率が同一或いは近似した透明抑え板と弾性導光体とレンズの３部材で構成された光路を経て嵌合部に到達する。このとき、透明抑え板と弾性導光体及び弾性導光体とレンズの夫々の接触面では相互の屈折率が同一或いは近似しているためレーザ光の屈折は殆んどなく、レーザ光は略直進する。そのため、レーザの発振源から放射されて透明抑え板から入射したレーザ光は空気層を介在しないで透明抑え板から入射した光路の方向を保って発振源から放射されたレーザ光の光量を保持しながら溶着する嵌合部に到達する。このようにしてレーザ光のエネルギーによってレンズとハウジングを溶着する場合、レンズの形状に係わらずレーザの発振源から放射されたレーザ光の大部分を溶着に利用できるため、レーザ光を入射させるための無理なレンズ設計による余分な大型化、重量化、製品コストのアップが生じることがなく、高エネルギーのレーザ光照射で単位時間あたりの作業量が向上し、製造コストの低減が図られる。また、レンズ設計の自由度が阻害されることがないため斬新なデザインの灯具の商品化が可能になり、さらに灯具を搭載する車両側の設計の自由度も確保されることから、特に車両前面を魅力的なデザインに仕上げることができる。などの、優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係わる車両用灯具の断面図である。
【図２】本発明の実施例に係わる溶着工程を示す部分断面図であり、（ａ）はレンズとハウジングのセット図、（ｂ）はレンズ面の上部にレーザ光の導光部を示した図、（ｃ）はレンズ表面とレーザ光の導光部とを接触させた図、（ｄ）はレーザを照射している状態を示す図である。
【図３】従来の溶着方法の部分断面図である。
【図４】従来の他の溶着方法の部分断面図である。
【符号の説明】
１        レーザ入射点
２        レンズ
２′      レンズ表面
３        溶着部
４        リブ
５        ハウジング
６        固定台
７        溶着凹部
８        溶着凸部
９        弾性導光体
１０        嵌合部
１１        透明抑え板
１２        固定部
１３        弾性導光体中央部
１４        弾性導光体先端部
１５        入射面
２０        灯室
３０        灯具
【図１】
2004349123.tif 000003
【図２】
2004349123.tif 000004
【図３】
2004349123.tif 000005
【図４】
2004349123.tif 000006