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JP4467067B2 - 車輌用灯具の製造方法及び車輌用灯具 - Google Patents

車輌用灯具の製造方法及び車輌用灯具 Download PDF

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JP4467067B2 JP2005121172A JP2005121172A JP4467067B2 JP 4467067 B2 JP4467067 B2 JP 4467067B2 JP 2005121172 A JP2005121172 A JP 2005121172A JP 2005121172 A JP2005121172 A JP 2005121172A JP 4467067 B2 JP4467067 B2 JP 4467067B2
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Description

本発明は車輌用灯具の製造方法及び車輌用灯具に関する。詳しくは、ヒーターを備えた車輌用灯具を容易に製造する技術分野に関する。
車輌用灯具において、レンズに付着した雪を融かしたり曇りを解消する手段として、レンズに金属線を這い回し該金属線に通電して発熱させることによりレンズを加熱する手段が知られている。
ところが、図１１に示すように、一般に、車輌用灯具のレンズａは、光源からの光を出射する出射面部ｂと該出射面部ｂの外周部の全周に設けられランプボデイに取り付けられるフランジ部ｃとを有している。
従って、フランジ部ｃが出射面部ａの外周部の全周に設けられているため、出射面部ａへの布線ヘッドｄによる金属線ｅの布線作業において、レンズａのフランジ部ｃが布線ヘッドｄの移動の妨げとなり、布線作業に支障を来たすおそれがあった。
そこで、本発明車輌用灯具の製造方法及び車輌用灯具は、ヒーターを備えた車輌用灯具を容易に製造することを課題とする。
本発明車輌用灯具の製造方法は、上記した課題を解決するために、樹脂プレートの少なくとも一部が出射面部の少なくとも一部となるように樹脂プレートを熱成形によって所定の形状に形成する形状形成工程と、金属線が熱布線された上記樹脂プレートを成形用金型内におけるレンズの少なくとも出射面部が形成される位置にインサートするインサート工程と、成形用金型内に溶融樹脂を射出し、該溶融樹脂と接触した樹脂プレートの外周面が軟化し、樹脂プレートの外周面と溶融樹脂の樹脂プレートに接触した部分とが相溶状態となり、溶融樹脂が冷却固化することによりレンズが成形される成形工程とを備えたものである。
本発明車輌用灯具は、上記した課題を解決するために、樹脂プレートの少なくとも一部が出射面部の少なくとも一部となるように樹脂プレートが熱成形によって所定の形状に形成され、金属線が熱布線された樹脂プレートの少なくとも一部がレンズの出射面部の少なくとも一部となるようにインサート成形され、成形用金型内に溶融樹脂を射出し、該溶融樹脂と接触した樹脂プレートの外周面が軟化し、樹脂プレートの外周面と溶融樹脂の樹脂プレートに接触した部分とが相溶状態となり、溶融樹脂が冷却固化することにより成形されて成るレンズを設けたものである。
従って、本発明車輌用灯具の製造方法及び車輌用灯具にあっては、予め金属線が布線された樹脂プレートが成形用金型内にインサートされてレンズを容易に成形することができる。
本発明車輌用灯具の製造方法は、光源からの光を出射する出射面部と該出射面部の外周縁から突出されランプボデイに取り付けられるフランジ部とを有するレンズにヒーター用の金属線が備えられた車輌用灯具の製造方法であって、樹脂プレートの少なくとも一部が出射面部の少なくとも一部となるように樹脂プレートを熱成形によって所定の形状に形成する形状形成工程と、金属線が熱布線された上記樹脂プレートを成形用金型内におけるレンズの少なくとも出射面部が形成される位置にインサートするインサート工程と、成形用金型内に溶融樹脂を射出し、該溶融樹脂と接触した樹脂プレートの外周面が軟化し、樹脂プレートの外周面と溶融樹脂の樹脂プレートに接触した部分とが相溶状態となり、溶融樹脂が冷却固化することによりレンズが成形される成形工程とを備えたことを特徴とする。
従って、金属線の布線作業において、レンズのフランジ部が布線作業を行うための布線ヘッドの移動の妨げとなることがなく、車輌用灯具を容易に製造することができる。
請求項２に記載した発明にあっては、上記熱布線として、上記樹脂プレートに超音波振動を与えて加熱溶融させ金属線の少なくとも一部を樹脂プレートに埋め込む超音波布線を用いたので、熱布線のための設備の簡素化及び作業時間の短縮化を図ることができる。
本発明車輌用灯具は、光源からの光を出射する出射面部と該出射面部の外周部に設けられランプボデイに取り付けられるフランジ部とを有するレンズにヒーター用の金属線が備えられた車輌用灯具であって、樹脂プレートの少なくとも一部が出射面部の少なくとも一部となるように樹脂プレートが熱成形によって所定の形状に形成され、金属線が熱布線された樹脂プレートの少なくとも一部が出射面部の少なくとも一部となるようにインサート成形され、成形用金型内に溶融樹脂を射出し、該溶融樹脂と接触した樹脂プレートの外周面が軟化し、樹脂プレートの外周面と溶融樹脂の樹脂プレートに接触した部分とが相溶状態となり、溶融樹脂が冷却固化することにより成形されて成るレンズを備えたことを特徴とする。
従って、金属線の布線作業において、レンズのフランジ部が布線作業を行うための布線ヘッドの移動の妨げとなることがなく、車輌用灯具を容易に製造することができる。
以下に、本発明車輌用灯具の製造方法及び車輌用灯具を実施するための最良の形態について添付図面を参照して説明する。
図１及び図２に本発明車輌用灯具の製造方法によって製造される車輌用灯具の一例を概略的に示す。
車輌用灯具１は、例えば、自動車用前照灯であり、前方に開口された凹部を有するランプボデイ２と該ランプボデイ２の前面開口を閉塞するレンズ３とを備え、ランプボデイ２とレンズ３によって画成された内部空間が灯室４として形成されている。ランプボデイ２には灯室４内に配置される光源バルブ５が取り付けられている。光源バルブ５は、例えば、放電バルブであるが、放電バルブ以外の光源、例えば、ハロゲンバルブ等の白熱バルブであってもよく、また、発光ダイオード等であってもよい。
レンズ３は光源バルブ５からの光を略前方へ向けて出射する出射面部３ａと該出射面部３ａの外周部から略後方へ突出されたフランジ部３ｂとから成り、該フランジ部３ｂの先端部がランプボデイ２の前端部に取り付けられている。
レンズ３の出射面部３ａの内面側には通電によって発熱する金属線６、例えば、銅線が埋設されて固定されている。金属線６は、図２に示すように、縦方向（上下方向）に延びる複数の縦線部６ａ、６ａ、・・・と隣り合う縦線部６ａ、６ａ、・・・の各一端間を連結する複数の連結部６ｂ、６ｂ、・・・とを有し、縦線部６ａ、６ａ、・・・の長さが連結部６ｂ、６ｂ、・・・の長さより長く形成されている。
金属線６の線径は０．０５ｍｍ乃至０．２ｍｍが好ましい。金属線６の線径が細すぎると、断線の危険が大きくなり、逆に、線径が太すぎると、レンズ３を透過する光線を遮ることになり、配光に影響すると共に金属線６が目立ち見栄えを損なってしまう。
また、金属線６の隣り合う縦線部６ａ、６ａ、・・・間の間隔は５ｍｍ乃至２５ｍｍの範囲が好ましい。縦線部６ａ、６ａ、・・・間の間隔が狭くなり過ぎると、配光への影響が大きくなり、逆に、間隔が広くなりすぎると、所望の熱量を得ることができなくなってしまう。
車輌用灯具１にあっては、レンズ３に固定された金属線６に通電が行われると、該金属線６が発熱し、レンズ３のうち金属線６が布線された部分の温度が上昇する。従って、発生した熱によってレンズ３の表面に付着した雪が融かされ、また、レンズ３の内外に生じた曇りが解消される。
次に、レンズ３の製造方法について説明する（図３乃至図８参照）。
先ず、樹脂プレート７をレンズ３の出射面部３ａの少なくとも一部を為す形状となるようにプレフォームする（形状形成工程）。樹脂プレート７の材料としては、後述する射出成形時に成形用金型のキャビティに射出される溶融樹脂と同様のものがよく、例えば、ポリカーボネイトやアクリル樹脂が用いられる。樹脂プレート７の厚みは、２ｍｍ乃至４ｍｍが望ましい。
プレフォームは、樹脂プレート７を加熱軟化させると共に真空によって吸引して金型に押し付けたり、圧縮空気の空圧によって金型に押し付けたり、２つの金型の間で圧縮したりする、所謂熱成形によって行われる。例えば、平板状をした樹脂プレート７を熱成形によって曲面状に整形する（図３参照）。
次に、上記のようにして熱成形によって曲面状に整形した樹脂プレート７を、所望の外形状となるように切断してトリミングする（図４参照）。トリミングはカッター等の切削工具を用いて行う。
次いで、所望の外形状にトリミングした樹脂プレート７に金属線６を熱布線する。熱布線とは、金属線６を布線する基材（本発明においては樹脂プレート７）に熱を加えて加熱軟化させ、基材の加熱軟化した箇所に金属線６を加圧して少なくとも部分的に基材に埋設する作業のことを言う。基材に熱を加える手段としては、例えば、基材に超音波振動を与えたり、加熱されている部材を基材に押し当てたりする手段がある。
熱布線は、例えば、特許３１９０３４５号公報に示されたような熱布線用の布線ヘッド１００を用いて行われる（図５参照）。
先ず、図５（ａ）に示した状態において、金属線６を案内部１０１、１０２に、略Ｌ字状の経路を描くように挿通する。
次に、図５（ａ）に示す状態から、布線脚１０３を図５（ｂ）に示すように突出させる。布線脚１０３を突出させると、金属線６は布線脚１０３の先端によって引っ張られ、案内部１０１から引き出され、布線脚１０３の先端部によって樹脂プレート７の布線面７ａに押し付けられる。
次いで、布線脚１０３の先端部を加熱し、又は、布線脚１０３に超音波振動を与える。布線脚１０３の先端部を加熱し、又は、布線脚１０３に超音波振動を与えると、樹脂プレート７の金属線６が押し付けられている部分が加熱軟化される。従って、布線脚１０３に樹脂プレート７側への所要の圧力を加えておくことにより、金属線６が布線脚１０３に押圧され、加熱により軟化している樹脂プレート７に押し込まれる（図６参照）。
上記のように、布線脚１０３を加熱し、又は、超音波振動を与えた状態で、樹脂プレート７側への所要の圧力を加え、布線ヘッド１００を所望の経路で走行させることにより、金属線６が樹脂プレート７の所望の位置に埋設される。
最後に、布線ヘッド１００が必要な位置まで走行されたときに、カッター１０４の先端を図５（ｃ）に示すように突出させて、金属線６を切断する。尚、金属線６は、その両端部を除いた部分を樹脂プレート７に埋設し、両端部は樹脂プレート７から浮いた状態としておき、以下に示すように、端子に接続する。
樹脂プレート７への金属線６の熱布線の完了後、金属線６の両端部を、樹脂プレート７に予め固定しておいた図示しない端子にそれぞれ接続する。金属線６の端子への接続は、例えば、金属線６の両端部をそれぞれ端子に巻き付けた後、溶接によって固定することにより行う。
以上のようにして、樹脂プレート７に金属線６が所望のパターンで布線され、金属線６の両端部がそれぞれ端子に接続される。
尚、上記のように、先に、樹脂プレート７をトリミングして所望の形状に形成し、その後、金属線６を樹脂プレート７に熱布線することにより、熱布線後トリミングした場合に比し、金属線６の樹脂プレート７からの剥離や金属線６の断線の可能性が生じ難い。
また、上記のように、樹脂プレート７として厚みが２ｍｍ乃至４ｍｍの材料を用いることにより、布線作業において布線ヘッド１００からの圧力により樹脂プレート７が変形されることがなく、布線作業を容易かつ適正に行うことができる。
さらに、樹脂プレート７はレンズ３の一部として機能するため、厚みが２ｍｍ乃至４ｍｍの材料を用いることにより、レンズ３として機能するための所定の強度が得られ、また、必要以上の厚みとされていないため、金属線６の発熱時において良好な熱伝導性を確保することが可能である。
次いで、上記したように、整形が行われた樹脂プレート７をレンズ３の成形用金型２００内にインサートする（インサート工程）。成形用金型２００は、図７に示すように、固定型２０１と可動型２０２とを備え、両者が型締めされてキャビティ２０３が形成される。キャビティ２０３はレンズ３の大きさに形成されている。
キャビティ２０３内への樹脂プレート７のインサートは、金属線６がレンズ３の内面側に位置する向きとなるようにして行う。
樹脂プレート７をインサートした後、キャビティ２０３内にレンズ３の材料となる溶融樹脂を射出してレンズ３を成形する（成形工程）。射出した溶融樹脂の熱によって該溶融樹脂と接触した樹脂プレート７の外周面が軟化し、樹脂プレート７の外周面と溶融樹脂の樹脂プレート７に接触した部分とが相溶状態となり、溶融樹脂が冷却固化することによりレンズ３が成形される。樹脂プレート７はレンズ３の出射面部３ａの一部される。
固定型２０１と可動型２０２が離型されることにより、レンズ３がキャビティ２０３から取り出される。
尚、熱布線により樹脂プレート７に金属線６が埋め込まれた状態においては、図６に示すように、金属線６は樹脂プレート７に一部しか埋め込まれず、また、金属線６の埋め込みによって押しやられた樹脂プレート７の材料が金属線６に沿って土手状に盛り上がり土手状隆起部７ｂ、７ｂとして形成される。土手状隆起部７ｂ、７ｂ間の幅は金属線６の径より大きくなるため、樹脂プレート７の見映えを損ねる要因となり、また、土手状隆起部７ｂ、７ｂは光線に対してプリズムのような働きをするため、土手状隆起部７ｂ、７ｂ等における乱反射や乱屈折により配光が乱される要因となり得る（図６に土手状隆起部７ｂ、７ｂに入射された光線の光路の一例を示す。）。従って、樹脂プレート７に金属線６を布線した状態においては、車輌用灯具１を前方側からみたときに、土手状隆起部７ｂ、７ｂが目立ってしまい、車輌用灯具１の見映えを損ねてしまう。
そこで、車輌用灯具１にあっては、布線ヘッド１００によって布線を行った後に、樹脂プレート７の布線面７ａにコーティングにより透明な樹脂によるコーティング層８を形成する（図８参照）。コーティング層８が形成されることによって、金属線６はコーティング層８によって覆われ、レンズ３の金属線６が埋設された側の面が滑らかになり、金属線６以外の部分、例えば、土手状隆起部７ｂ、７ｂが目立たなくなり、車輌用灯具１の見映えが良好となる。
また、コーティング層８をレンズ３の材料と屈折率が近似した樹脂により形成することにより、土手状隆起部７ｂ、７ｂにおける光の屈折が減少し、配光上の悪影響を低減することができる。
さらに、コーティング層８を形成することにより、金属線６のレンズ３からの脱落が防止されると共に金属線６が空気に触れることがなく、金属線６の酸化等による劣化、変色、抵抗値の変化を防止することができる。
レンズ３をランプボデイ２に組み込んだときに、端子を図示しないコネクタを介して電源部と接続し、金属線６に電力供給が可能な状態とする。
以上に記載した通り、車輌用灯具１にあっては、レンズ３の出射面部３ａとなる樹脂プレート７に金属線６を布線するため、布線ヘッド１００による金属線６の布線作業において、レンズ３のフランジ部３ｂが布線作業を行うための布線ヘッド１００の移動の妨げとなることがなく、車輌用灯具１を容易に製造することができる。
また、金属線６の熱布線として、上記したように、樹脂プレート７に超音波振動を与えて加熱溶融させ金属線６の少なくとも一部を樹脂プレート７に埋め込む超音波布線を用いることにより、熱布線のための設備の簡素化及び作業時間の短縮化を図ることができる。
尚、車輌用灯具１にあっては、上記したように、金属線６の縦線部６ａ、６ａ、・・・の長さを連結部６ｂ、６ｂ、・・・の長さより長く形成している。従って、図９（ａ）に示すように、光源Ｐから出射されレンズ３を透過された光のうち、金属線６の周辺の土手状隆起部７ｂ、７ｂによって生じる乱屈折光は、左右に拡散されて横長形状の乱屈折配光Ｓａを生じる。
一方、金属線６を、図９（ｂ）に示すように、横方向に延びる部分を主として形成した場合には、光源Ｐから出射されレンズ３を透過された光のうち、金属線６の周辺の土手状隆起部７ｂ、７ｂによって生じる乱屈折光は、上下に拡散されて縦長形状の乱屈折配光Ｓｂを生じる。このような縦長の形状の乱屈折配光Ｓｂが生じた場合には、対向車におけるグレア光が発生し易くなってしまう。
従って、車輌用灯具１のように、金属線６の縦線部６ａ、６ａ、・・・の長さを連結部６ｂ、６ｂ、・・・の長さより長く形成することにより、光が上下に拡散し難く、グレア光の発生を減少させることができる。
尚、上記には、樹脂プレート７を所定の形状に形成した後に、金属線６を布線する方法を示したが、逆に、平板状の樹脂プレート７に金属線６を布線した後に、樹脂プレート７を所定の形状に形成するようにしてもよい。このように、先に、平板状の樹脂プレート７に金属線６を布線することにより、布線作業の一層の容易化を図ることができる。
また、上記には、樹脂プレート７をレンズ３の出射面部３ａの一部とした例を示したが、樹脂プレート７をレンズ３の出射面部３ａ及びフランジ部３ｂの各一部とすることも可能である。例えば、図１０に示すように、樹脂プレート７の一方の側縁部７ｃのみをフランジ部３ｂとすれば、布線ヘッド１００による金属線６の布線作業において、フランジ部３ｂが布線作業を行うための布線ヘッド１００の移動の妨げとなり難く、車輌用灯具１の製造の容易化を図ることができる。
上記した実施の形態において示した各部の形状及び構造は、何れも本発明を実施するに際して行う具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
図２乃至図１０と共に本発明を実施するための最良の形態を示すものであり、本図は車輌用灯具の概略断面図である。 車輌用灯具の概略正面図である。 整形後の樹脂プレートを示す概念図である。 トリミングが行われた樹脂プレートを示す正面図である。 金属線の熱布線の手順を示すものであり、（ａ）は布線前の待機状態を示し、（ｂ）は布線中の状態を示し、（ｃ）は布線終了時の状態を示す拡大断面図である。 熱布線により金属線が部分的に樹脂プレートに埋設された状態を示す拡大断面図である。 樹脂プレートを金型内にインサートした状態を示す断面図である。 レンズにコーティング層が形成された状態を示す拡大断面図である。 光源から出射された光の配光特性を示すものであり、（ａ）は金属線が縦方向に延びる部分を主として形成された場合を示し、（ｂ）は金属線が横方向に延びる部分を主として形成された場合を示す概念図である。 樹脂プレートの別の形状を布線ヘッドとともに示す斜視図である。 金属線の従来の布線作業を示す概念図である。
符号の説明
１…車輌用灯具、２…ランプボデイ、３…レンズ、３ａ…出射面部、３ｂ…フランジ部、５…光源バルブ（光源）、６…金属線、６ａ…縦線部、６ｂ…連結部、７…樹脂プレート、７ａ…布線面、２００…成形用金型

Claims (5)

  1. 光源からの光を出射する出射面部と該出射面部の外周縁から突出されランプボデイに取り付けられるフランジ部とを有するレンズにヒーター用の金属線が備えられた車輌用灯具の製造方法であって、
    樹脂プレートの少なくとも一部が出射面部の少なくとも一部となるように樹脂プレートを熱成形によって所定の形状に形成する形状形成工程と、
    金属線が熱布線された上記樹脂プレートを成形用金型内におけるレンズの少なくとも出射面部が形成される位置にインサートするインサート工程と、
    成形用金型内に溶融樹脂を射出し、該溶融樹脂と接触した樹脂プレートの外周面が軟化し、樹脂プレートの外周面と溶融樹脂の樹脂プレートに接触した部分とが相溶状態となり、溶融樹脂が冷却固化することによりレンズが成形される成形工程とを備えた
    ことを特徴とする車輌用灯具の製造方法。
  2. 上記熱布線は、上記樹脂プレートに超音波振動を与えて加熱溶融させ金属線の少なくとも一部を樹脂プレートに埋め込む超音波布線である
    ことを特徴とする請求項１に記載の車輌用灯具の製造方法。
  3. 樹脂プレートを熱成形によって所定の形状に形成する形状形成工程の後に、樹脂プレートに金属線を熱布線する工程を備えた
    ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車輌用灯具の製造方法。
  4. 樹脂プレートを熱成形によって所定の形状に形成する形状形成工程の前に、樹脂プレートに金属線を熱布線する工程を備えた
    ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車輌用灯具の製造方法。
  5. 光源からの光を出射する出射面部と該出射面部の外周部に設けられランプボデイに取り付けられるフランジ部とを有するレンズにヒーター用の金属線が備えられた車輌用灯具であって、
    樹脂プレートの少なくとも一部が出射面部の少なくとも一部となるように樹脂プレートが熱成形によって所定の形状に形成され、
    金属線が熱布線された樹脂プレートの少なくとも一部が出射面部の少なくとも一部となるようにインサート成形され、
    成形用金型内に溶融樹脂を射出し、該溶融樹脂と接触した樹脂プレートの外周面が軟化し、樹脂プレートの外周面と溶融樹脂の樹脂プレートに接触した部分とが相溶状態となり、溶融樹脂が冷却固化することにより成形されて成るレンズを備えた
    ことを特徴とする車輌用灯具。
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