JP4771472B2

JP4771472B2 - 樹脂レンズの成形方法及び樹脂レンズ

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Publication number: JP4771472B2
Application number: JP2006108740A
Authority: JP
Inventors: 守小菅; 利正池田; 一廣山▲崎▼; 賢一松永
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2006-04-11
Filing date: 2006-04-11
Publication date: 2011-09-14
Anticipated expiration: 2026-04-11
Also published as: JP2007276396A

Description

本発明は樹脂レンズの成形方法及び樹脂レンズに関する。詳しくは、熱可塑性樹脂によって形成した一次成形品に熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂を積層して成形時間の短縮化等を図る技術分野に関する。

車輌用灯具のレンズとして、例えば、ヘッドランプに用いられるプロジェクターレンズがある。プロジェクターレンズは、平面部と該平面部から突出され外面が非球面に形成された突部とから成る。

このようなプロジェクターレンズは、光軸方向における厚みが厚いため、溶融樹脂を用いた射出成形によって成形すると、溶融樹脂の射出後における冷却時に、平面部側に大きなヒケが生じ成形精度が悪化し易いと不具合がある。

そこで、従来の成形方法として、先ず、射出成形により突部側の大部分を形成して一次成形品を成形し、この一次成形品に生じたヒケの部分に同一の溶融樹脂を射出して平面部を形成して二次成形品を成形する方法がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−１１３７０１号公報

ところが、上記した従来の成形方法にあっては、溶融樹脂を金型内に射出して冷却し、再度、溶融樹脂を金型内に射出して冷却するため、２回の冷却を必要とし成形時間が長くなり、生産性が低下してしまう。

また、一次成形品を成形する工程と二次成形品を成形する工程とにそれぞれ異なる射出成形用の金型が必要となるが、射出成形は大規模な設備が必要であり、金型も高価であるため、製造コストの高騰を来たすという問題がある。

そこで、本発明樹脂レンズの成形方法及び樹脂レンズは、成形時間の短縮化等を図ることを課題とする。

本発明樹脂レンズの成形方法は、上記した課題を解決するために、熱可塑性樹脂の射出成形によって少なくとも突部を有する一次成形品を形成する一次成形工程と、突部の平面部からの突出方向と反対側の面に熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂を積層して平面部を有する二次成形品を形成する二次成形工程とから成るものである。

本発明樹脂レンズは、上記した課題を解決するために、熱可塑性樹脂の射出成形によって形成された少なくとも突部を有する一次成形品における突部の平面部からの突出方向と反対側の面に熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂を積層して形成したものである。

従って、本発明樹脂レンズの成形方法及び樹脂レンズにあっては、二次成形工程において樹脂に対する加熱又は光の照射が行われる。

本発明樹脂レンズの成形方法は、平面部と該平面部から突出された突部とから成る樹脂レンズの成形方法であって、熱可塑性樹脂の射出成形によって少なくとも突部を有する一次成形品を形成する一次成形工程と、突部の平面部からの突出方向と反対側の面に熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂を積層して平面部を有する二次成形品を形成する二次成形工程とから成ることを特徴とする。

従って、一次成形と二次成形をともに射出成形によって行う場合に比し、成形時間が短縮化され、生産性の向上を図ることができる。

請求項２に記載した発明にあっては、上記一次成形工程において突部側を形成する第１の成形用金型と平面部側を形成する第２の成形用金型とを用い、第１の成形用金型を第２の成形用金型より熱伝導率の高い材料によって形成したので、突部側にはヒケが生じ難く、樹脂レンズの突部の加工精度の向上を図ることができる。

請求項３に記載した発明にあっては、上記二次成形工程において突部側から光を照射し光硬化性樹脂を固化するようにしたので、光硬化性樹脂に対する光の照射を簡単かつ確実に行うことができる。

本発明樹脂レンズは、平面部と該平面部から突出された突部とから成る樹脂レンズであって、熱可塑性樹脂の射出成形によって形成された少なくとも突部を有する一次成形品における突部の平面部からの突出方向と反対側の面に熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂を積層して形成したことを特徴とする。

以下に、本発明樹脂レンズの成形方法及び樹脂レンズ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。

樹脂レンズ１は、例えば、車輌用前照灯１０００のプロジェクターレンズとして用いられ、ランプハウジング１００１の前端部に取り付けられる（図１参照）。ランプハウジング１００１の後端部には光源１０２が取り付けられ、該光源１００２の前方に光源１００２から発光された光の制御を行うシェード１００３が配置されている。

樹脂レンズ１は、前後方向を向く円板状に形成された平面部２と該平面部２から前方へ突出された突部３とが一体に形成されて成る（図１参照）。突部３の表面は非球面に形成されている。

樹脂レンズ１は、その大部分が熱可塑性樹脂、例えば、１．４〜１．７の屈折率を有するアクリル樹脂によって形成され、一部が熱可塑性樹脂と同等の屈折率を有する熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂によって形成されている。

以下に、樹脂レンズ１の成形方法について説明する（図２乃至図５参照）。

先ず、射出成形用金型１００として第１の成形用金型１０１と第２の成形用金型１０２を用い、両者によって形成されたキャビティ１０３に熱可塑性樹脂（溶融樹脂）３００を充填する（図２参照）。第１の成形用金型１０１は、例えば、アルミニウム合金や銅合金等によって形成され、第２の成形用金型１０２は、例えば、高耐熱樹脂等によって形成され、第１の成形用金型１０１の熱伝導率が第２の成形用金型１０２の熱伝導率より高くされている。熱可塑性樹脂３００は、例えば、アクリル樹脂である。

次に、キャビティ１０３に充填された熱可塑性樹脂３００を冷却して固化し一次成形品４００を形成する（図３参照）。熱可塑性樹脂３００を冷却して一次成形品４００が形成された状態においては、ヒケが生じる。ヒケは一次成形品４００の平面側に生じ易く、ヒケにより凹部４００ａが形成される。

このとき、上記したように、第１の成形用金型１０１が第２の成形用金型１０２より熱伝導率の高い材料によって形成されているため、熱可塑性樹脂３００からの熱の伝導率が第２の成形用金型１０２よりも第１の成形用金型１０１の方が高く、一次成形品４００の突部側にはヒケが生じ難く、平面側にヒケが生じ易い。従って、樹脂レンズ１の突部３の加工精度の向上を図ることができる。

尚、第１の成形用金型１０１を第２の成形用金型１０２より熱伝導率の高い材料によって形成しない場合においても、例えば、第１の成形用金型１０１を第２の成形用金型１０２から僅かに離隔させて両者の間に微少の空隙を形成し一次成形品４００の第２の成形用金型１０２側への熱の伝達量を小さくする所謂コアバックを使用し、一次成形品４００の平面側にヒケを生じさせて凹部４００ａを形成することも可能である。

次いで、一次成形品４００を射出成形用金型１００から取り出し、二次成形用型２００に一次成形品４００を装着する。

二次成形用型２００は、装着用型２０１と成形用型２０２から成り、装着用型２０１の中央部には光照射孔２０１ａが形成されている（図４参照）。

一次成形品４００を装着用型２０１に装着し、該装着用型２０１に、例えば、上方から成形用型２０２を結合し、ヒケによって形成された凹部４００ａに熱硬化性樹脂５００又は光硬化性樹脂６００を充填する。

次に、一次成形品４００の凹部４００ａに熱硬化性樹脂５００又は光硬化性樹脂６００を充填した状態で、熱硬化性樹脂５００を充填した場合には、成形用型２０２に熱ｓ、ｓ、・・・を加えて熱硬化性樹脂５００を固化させ、光硬化性樹脂６００を充填した場合には、光照射孔２０１ａから一次成形品４００を透過させて光硬化性樹脂６００に対して光ｐ、ｐ、・・・を照射し、光硬化性樹脂６００を固化させる。このように光照射孔２０１ａを介して光硬化性樹脂６００に対して光ｐ、ｐ、・・・を照射することにより、光硬化性樹脂６００に対する光の照射を簡単かつ確実に行うことができる。

尚、光硬化性樹脂６００を充填する場合には、成形用型２０２をガラス等の光を透過する材料によって形成し、光を上方から下方へ向けて照射し、成形用型２０２を透過させて光硬化性樹脂６００を固化させるようにすることも可能である。この場合、成形用型２００を一次成形品４００の光の透過率より高い材料によって形成することにより、光硬化性樹脂６００の固化に要する時間の短縮化を図ることができる。

熱硬化性樹脂５００又は光硬化性樹脂６００を固化させることにより、これらが一次成形品４００と積層状に結合されて平面部２が形成され、二次成形品７００が形成されて樹脂レンズ１が成形される（図５参照）。

最後に、二次成形用型２００から樹脂レンズ１を取り出す。

以上に記載した通り、樹脂レンズ１は、熱可塑性樹脂３００の射出成形によって一次成形品４００を形成する一次成形工程と、一次成形品４００に熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂を積層して二次成形品７００を形成する二次成形工程とによって成形されるため、一次成形と二次成形をともに射出成形によって行う場合に比し、成形時間が短縮化され、生産性の向上を図ることができる。

また、ヒケの発生を低減するためには、冷却を緩徐な速度で行う必要があるが、樹脂レンズ１にあっては、ヒケの発生を防止する必要がないため、冷却時間を緩徐な速度で行う必要がなく、冷却時間の短縮化による成形時間の短縮化を図ることができる。

さらに、一次成形工程と二次成形工程をともに溶融樹脂の冷却による射出成形によって行った場合には、二次成形品においてもヒケが生じるおそれがあるが、樹脂レンズ１にあっては、二次成形工程において熱硬化性樹脂５００又は光硬化性樹脂６００を固化させているためヒケが生じ難く、樹脂レンズ１の加工精度の向上を図ることができる。

加えて、高価な射出成形用の金型を一次成形工程と二次成形工程の両工程に必要とせず、製造コストの低減を図ることができる。

尚、上記には、平面部２を平滑面に形成した樹脂レンズ１を例として示したが、例えば、熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂を用いて平面部２Ａにシボ模様等の微細な凹凸を形成した樹脂レンズ１Ａを以下のようにして成形することも可能である（図６及び図７参照）。

二次成形用型２００Ａの成形用型２０２Ａには、その下面にシボ模様等を形成するための凹凸部２０２ａが形成されている。

一次成形品４００の凹部４００ａに熱硬化性樹脂５００又は光硬化性樹脂６００を充填した状態で、図６に示すように、熱硬化性樹脂５００を充填した場合には、成形用型２０２Ａに熱ｓ、ｓ、・・・を加えて熱硬化性樹脂５００を固化させ、光硬化性樹脂６００を充填した場合には、光照射孔２０１ａから一次成形品４００を透過させて光硬化性樹脂６００に対して光ｐ、ｐ、・・・を照射し、光硬化性樹脂６００を固化させる。

熱硬化性樹脂５００又は光硬化性樹脂６００を固化させることにより、これらが一次成形品４００と積層状に結合されてシボ模様等の凹凸２ａを有する平面部２Ａが形成され、二次成形品７００Ａが形成されて樹脂レンズ１Ａが成形される（図７参照）。

このように、熱硬化性樹脂５００又は光硬化性樹脂６００を用いてシボ模様等の凹凸２ａを有する樹脂レンズ１Ａを成形することにより、シボ模様等の凹凸２ａを容易に形成することができる。

また、シボ模様等の凹凸２ａを有する樹脂レンズ１Ａを形成するために、高価な射出成形用の金型を一次成形工程と二次成形工程の両工程に必要とせず、製造コストの低減及び生産性の向上を図ることができる。

尚、図６及び図７には、ヒケにより生じた凹部４００ａに熱硬化性樹脂５００又は光硬化性樹脂６００を充填した例を示したが、一次成形品の平面部側にヒケが生じなかった場合においても、上記した方法と同様の方法によってシボ模様等の凹凸２ａを有する樹脂レンズ１Ａを成形することができる。

上記した最良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７と共に本発明の最良の形態を示すものであり、本図は、樹脂レンズを備えた車輌用前照灯の一例を示す断面図である。図３乃至図５と共に樹脂レンズの成形工程を示すものであり、本図は、射出成形用金型内に熱可塑性樹脂が充填された状態を示す断面図である。充填された熱可塑性樹脂が固化されて一次成形品が形成された状態を示す断面図である。熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂が充填された状態を示す断面図である。充填された熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂が固化されて二次成形品が形成され樹脂レンズが成形された状態を示す断面図である。図７と共に凹凸を有する樹脂レンズの成形工程を示すものであり、本図は、熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂が充填された状態を示す断面図である。充填された熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂が固化されて二次成形品が形成され樹脂レンズが成形された状態を示す断面図である。

符号の説明

１…樹脂レンズ、２…平面部、３…突部、１０１…第１の成形用金型、１０２…第２の成形用金型、３００…熱可塑性樹脂、４００…一次成形品、５００…熱硬化性樹脂、６００…光硬化性樹脂、７００…二次成形品、１Ａ…樹脂レンズ、２Ａ…平面部、７００Ａ…二次成形品

Claims

平面部と該平面部から突出された突部とから成る樹脂レンズの成形方法であって、
熱可塑性樹脂の射出成形によって少なくとも突部を有する一次成形品を形成する一次成形工程と、
突部の平面部からの突出方向と反対側の面に熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂を積層して平面部を有する二次成形品を形成する二次成形工程とから成る
ことを特徴とする樹脂レンズの成形方法。
上記一次成形工程において突部側を形成する第１の成形用金型と平面部側を形成する第２の成形用金型とを用い、
第１の成形用金型を第２の成形用金型より熱伝導率の高い材料によって形成した
ことを特徴とする請求項１に記載の樹脂レンズの成形方法。
上記二次成形工程において突部側から光を照射し光硬化性樹脂を固化するようにした
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の樹脂レンズの成形方法。
平面部と該平面部から突出された突部とから成る樹脂レンズであって、
熱可塑性樹脂の射出成形によって形成された少なくとも突部を有する一次成形品における突部の平面部からの突出方向と反対側の面に熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂を積層して形成した
ことを特徴とする樹脂レンズ。