JP4169298B2

JP4169298B2 - 前照灯用レンズの製造方法

Info

Publication number: JP4169298B2
Application number: JP28135598A
Authority: JP
Inventors: 隆二見; 辰也梅山
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 1998-10-02
Filing date: 1998-10-02
Publication date: 2008-10-22
Anticipated expiration: 2018-10-02
Also published as: JP2000113701A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はヘッドランプ、フォグランプなど照明を目的とする車両用灯具に関するものであり、詳細にはプロジェクタ型と称されている車両用灯具に用いられているレンズに係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の前照灯用レンズ９０の例を示すものが図５であり、この前照灯用レンズ９０は一方の面を凸レンズ状とする凸面部９１とし、他方の面を平面の平面部９２とする、いわゆる平凸レンズとして形成されている。また、前記凸面部９１は球面収差を補正するために非球面として形成され、ハロゲン電球などである光源の発熱に耐えるようにガラス部材により形成されるものであり、形成手段としては溶融状態のガラス部材を金型内で加圧するなどして形状を整え、研磨して仕上げるものである。
【０００３】
よって、従来の前照灯用レンズ９０においては、形成の素材としてガラス部材が採用されることで、重量が過大であると共に、研磨など手間の係る工程が必要となりコストアップするものと成ってはいたが、ガラス部材の採用はハロゲン電球などからの熱に耐えるためには必要な選択であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら近年にいたり、光源としてメタルハライド放電灯など放電灯が光源として採用される傾向となり、光源からの発熱量が減じるものとなって、例えばメタクリル樹脂など樹脂部材でも耐えられるものとなったが、樹脂部材はガラス部材に比較して成形時の収縮率が格段に大きく、上記した前照灯用レンズ９０の形状など厚みのある形状を射出成形などで形成したときには、肉厚の部分にヒケを生じて期待する光学特性が得られず、結果として樹脂部材によるコストダウンに適する環境が整ったにも拘らず対応が不可能である問題点を生じている。
【０００５】
また、近年においては自動車デザインの他車との個性化を図るため、あるいは、性能の向上を図るために図６に示すように、非球面のシリンドリカルレンズ８１の左右端に、中心線で２分割した半分の非球面レンズ８２を接続した形状とした、異形レンズ８０なども採用される傾向にあり、この場合にガラス部材で形成する時にはますますコストアップが著しくなると共に、形状によっては形成すること自体が不可能となる問題点を生じている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記した従来の課題を解決するための具体的な手段として、請求項１は、光軸方向での肉厚差が７ｍｍ以上ある凸面部と平面部とから成る非球面レンズ部を少なくとも１箇所を有するプロジェクタ型の前照灯用レンズの製造方法において、
前記前照灯用レンズは素材に透明樹脂を採用した射出成形によって形成し、
前記射出成形は、前記凸面部の大半部からなる半製品を成形する１次成形工程と、前記半製品を冷却後に、前記１次成形工程と同一素材により凸面部の残部と平面部とを成形し完成品とする２次成形工程とから成り、
前記１次成形工程と２次成形工程は同一の金型を用い、該金型は、前記前照灯用レンズの一部を形成する部分の位置が移動可能な移動部を有し、
前記２次成形工程は、前記１次成形工程終了後に前記移動部が移動して当該２次成形工程に対応するキャビティを構成して行い、
前記１次成形工程による成形の最大厚みを前記２次成形工程の最大成形厚みよりも厚く設定すると共に、
前記１次成形工程が前記平面部側の金型温度を凸面部側の金型温度よりも高い状態で行われ且つ凸面部側が下方となるように金型の設置が行われることを特徴とする。
又、請求項２は、請求項１の前照灯用レンズの製造方法において、前記２次成形工程による最大成形厚みが６ｍｍ以下であることを特徴とする。
更に、請求項３は、請求項１又は請求項２の何れか１項の前照灯用レンズの製造方法において、前記２次成形工程が、前記平面部側から加圧された状態で行われることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明を図に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。図１および図２は本発明に係る前照灯用レンズ１（図３を参照）の製造方法を工程の順に示すものであり、このときに、前照灯用レンズ１は従来例と同様に一方の面が凸レンズ状とした凸面部２で構成され、他方の面が平面の平面部３で構成されているものとして説明を行う。
【０００８】
また、図中に符号１１で示すものは前記前照灯用レンズ１の主として平面部３側を形成する平面部金型であり、図中に符号１２で示すものは前照灯用レンズ１の主として凸面部２側を形成する凸面部金型である。そして、前記凸面部金型１２は固定部１２ａと移動部１２ｂとで構成され、前記移動部１２ｂは固定部１２ａに対して前照灯用レンズ１の光軸Ｚ方向への移動を可能とする構成とされている。
【０００９】
上記の両金型１１、１２で前照灯用レンズ１を形成するにあたっては、図１に示すように前記凸面部金型１２の移動部１２ｂを設計寸法である前照灯用レンズ１の厚みよりも適宜寸法だけ平面部金型１１側に移動させた状態で射出成形による１次成形工程を行う。尚、このときに注入する樹脂としては例えばメタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂など透明度が高く、且つ、耐熱性に優れるものを採用する。
【００１０】
そして、本発明では、上記の射出成形を行った状態のまま、金型１１、１２中で樹脂を冷却させ固化させる。前記した冷却が進むと、上記に説明したように注入された樹脂は比較的に大きな収縮率を有するものであるので、金型１１、１２中に存在している半製品Ｈには必ず収縮率に対応する量のヒケ４を生じるものとなる。
【００１１】
本発明では、続く工程として図２に示すように移動部１２ｂを設計寸法である前照灯用レンズ１の最大厚みｔが得られる位置まで移動させる。このようにすると、上記移動部１２ｂの移動により前記平面部金型１１側には前記ヒケ４を含むキャビテイＣを生じるものとなる。そして、このキャビテイＣに１次成形工程と同じ樹脂部材で、同じ射出成形による２次成形工程を行うものである。
【００１２】
ついで、上記の製造方法としたことによる本発明の作用、効果について説明する。尚、理解を容易とするために前照灯用レンズ１の最大厚みｔが３０mmであり、このときの樹脂部材の収縮率は０．０５％であるとして説明を行う。ここで、もしも前照灯用レンズ１を１回の成形のみで形成するとすれば、ヒケ４の寸法は３０mm×０．０５％で求められる数値０．１５mmとなり、この数値では前照灯用レンズ１として期待する性能は到底得られるものとはならない。
【００１３】
本発明では２次成形工程を行うものとしたことで、この２次成形工程により１次成形工程で生じた上記の数値（例えば０．１５mm）に近いヒケ４は充填されると共に、この２次成形工程により生じるヒケは２次成形工程が行われた厚さに依存するものとなる。従って、２次成形工程が行われる厚さ、言い換えれば移動部１２ｂを移動する量を調整することで２次成形工程により生じるヒケの量は自在に制御できるものとなる。
【００１４】
発明者によるこの発明を成すための検討の結果では、前記前照灯用レンズ１としての性能を保つためにはヒケ４は０．０３mm以下であることが必要であることが確認された。この確認事項から逆算すると上記の樹脂部材の収縮率が０．０５％とする条件においては２次成形工程を行う厚さは６mm以下とすれば良いものとなる。
【００１５】
以上の説明で明らかなように、本発明の成形方法でヒケ４の発生のない前照灯用レンズ１を得るためには、１次成形工程が行われた後の時点で、半製品Ｈには以後に２次成形工程が行われる側にのみヒケ４が発生しているものとしないと精度の確保は期待できないものとなる。
【００１６】
これに対処するために、本発明では平面部金型１１を凸面部金型１２に比較して温度を高い状態として１次成形工程を行うことで、前照灯用レンズ１の凸面部２側が先に冷却されて固化し、ヒケ４は固化が遅れる平面部３側に集中して発生するようにしている。尚、ヒケ４の発生は重力による影響も受けるものであるので、凸面部２側が下方となるように金型の設置を行うなども有効な手段である。
【００１７】
このようにすることで、図３に示すような厚肉の前照灯用レンズ１が樹脂部材においても製造が可能となり、そして、この樹脂部材による前照灯用レンズ１を採用し、図４に示すように反射鏡２１、光源２２、遮光板２３などと組合わせることでプロジェクタ型のヘッドランプ２０の生産が可能となる。従って、ヘッドランプ２０の軽量化が行えるとともに、樹脂部材の射出成形品は表面が美麗であるので研磨工程など仕上げの工程も不要となり工数低減によるコストダウンも可能となるものである。
【００１８】
尚、図２および図３には、理解を容易とするために１次成形工程が行われた部位と２次成形工程が行われた位置との接合線Ｊが破線で示してあるが、実際の製品では１次成形工程と２次成形工程が同じ樹脂部材で行われるので、視覚上でも光学的にも図示のような接合線Ｊが生じることはないものである。
【００１９】
また、図３は正面形状が円形で且つ１個の凸レンズ状である前照灯用レンズ１の例で示したが、例えば正面形状が円形以外の形状、或は、複数の凸レンズが連接された形状など、いかなる形状においても実施が可能であり、本発明は成形が行われる形状を限定するものではない。
【００２０】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明は、光軸方向での肉厚差が７ｍｍ以上ある凸面部と平面部とから成る非球面レンズ部を少なくとも１箇所を有するプロジェクタ型の前照灯用レンズの製造方法において、透明樹脂を素材とし、金型を用いて射出成形により成形し、当該射出成形はレンズの凸面部の大半部からなる半製品を成形する１次成形工程と、この半製品を冷却後に１次成形工程と同一素材により凸面部の残部と平面部とを成形し完成品とする２次成形工程とにより行い、成形金型は１次成形工程と２次成形工程とで同一の金型を用い、２次成形工程は、１次成形工程終了後に金型の一部である移動部が光軸方向に移動して当該２次成形工程に対応するキャビティが構成され、そして１次成形工程による成形の最大厚みは、２次成形工程による成形の最大厚みよりも厚く設定すると共に、１次成形工程がレンズ平面部側の金型温度をレンズ凸面部側の金型温度よりも高い状態で行われ、且つ凸面部側が下方となるように金型を設置したので、厚肉の樹脂成形を行う際には避けることができないヒケの発生を、比較的に薄肉として行う２次成形工程により解決し、従来は不可能とされたこの種プロジェクタ型前照灯用レンズの樹脂化を可能とし、軽量化とコストダウンとに極めて優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る前照灯用レンズの製造方法の１次成形工程を示す説明図である。
【図２】同じく本発明に係る前照灯用レンズの製造方法の２次成形工程を示す説明図である。
【図３】同じく本発明に係る前照灯用レンズの完成状態を示す断面図である。
【図４】同じく本発明に係る前照灯用レンズを採用したヘッドランプを示す略示的な断面図である
【図５】従来例を示す断面図である。
【図６】別の従来例を示す正面図である。
【符号の説明】
１……前照灯用レンズ
２……凸面部
３……平面部
４……ヒケ
１１……平面部金型
１２……凸面部金型
１２ａ……固定部
１２ｂ……移動部
２０……ヘッドランプ
Ｈ……半製品

Claims

光軸方向での肉厚差が７ｍｍ以上ある凸面部と平面部とから成る非球面レンズ部を少なくとも１箇所を有するプロジェクタ型の前照灯用レンズの製造方法において、
前記前照灯用レンズは素材に透明樹脂を採用した射出成形によって形成し、
前記射出成形は、前記凸面部の大半部からなる半製品を成形する１次成形工程と、前記半製品を冷却後に、前記１次成形工程と同一素材により凸面部の残部と平面部とを成形し完成品とする２次成形工程とから成り、
前記１次成形工程と２次成形工程は同一の金型を用い、該金型は、前記前照灯用レンズの一部を形成する部分の位置が移動可能な移動部を有し、
前記２次成形工程は、前記１次成形工程終了後に前記移動部が移動して当該２次成形工程に対応するキャビティを構成して行い、
前記１次成形工程による成形の最大厚みを前記２次成形工程の最大成形厚みよりも厚く設定すると共に、
前記１次成形工程が前記平面部側の金型温度を凸面部側の金型温度よりも高い状態で行われ且つ凸面部側が下方となるように金型の設置が行われることを特徴とする前照灯用レンズの製造方法。
前記２次成形工程による最大成形厚みが６ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の前照灯用レンズの製造方法。
前記２次成形工程が、前記平面部側から加圧された状態で行われることを特徴とする請求項１又は請求項２の何れかに記載の前照灯用レンズの製造方法。