JPH01257505A

JPH01257505A - フレネルステップの加工方法

Info

Publication number: JPH01257505A
Application number: JP63085405A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Ozawa; 康夫小澤; Noboru Kojima; 登小島; Teru Nagakura; 長倉　輝; Seiji Igarashi; 五十嵐　成治; Koichi Sakakibara; 榊原　公一
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1988-04-08
Filing date: 1988-04-08
Publication date: 1989-10-13
Anticipated expiration: 2012-04-23
Also published as: JP2603098B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、非平面板に対して屈折系プリズムと反射系プ
リズムから成るフレネルステップを廉価に形成するため
の加工設計技術によるフレネルステップの加工方法に関
するものである。

〔従来の技術〕

従来よりフレネルレンズのレンズ板材に形成されている
屈折系プリズムと反射系プリズムから成るフレネルステ
ップは、そのレンズ板材が第１図に示すように平面であ
るか、又は曲面であっても球面であることが多く、しか
も該レンズ板材が平板の場合（ａ）、或は曲率を有する
球面板の場合（ｂ）に示すように、何れの場合も面の中
心Ｃと直交する回転軸ＣＬがレンズの光軸りと一致して
おり、これを回転の中心とした回転形を成すものに限ら
れている。こうした構造のものでは各フレネルステップ
は回転軸ＣＬを中心軸とした同芯円状の構造を成してい
るため、金型の製造に際して一般に旋盤によって被切削
部材側を旋回すると共に、バイトを設計した切削角度に
固定して加工を行っていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし近年、自動車の尾灯その他の車輌灯等のレンズで
は車体外形の空力抵抗を減少させる目的で、その外形に
沿った複雑な形状を持ったものが使用されており、二方
向に異なった曲率を有する（回転軸を持たない）二次曲
面等に曲成したレンズが要望されている。この種の回転
軸を持たないレンズにフレネルレンズを成形する場合に
は前記旋盤加工が不能であるため、回転軸を持つ部分と
持たない部分に分けて製作し、回転軸を持たない部分は
、第２図に示すように、格子状フレネルステップ（角型
直射ステップ）を用いて対応し、これを中子として組み
込む製造方法が利用されていたが、この三次元フレネル
ステップの加工方法では加工工数が増大してそれが直接
コストアンプになり、経済的不利益を有するばかりでな
く、フライス盤加工のためフレネルステップのピッチが
大きくなると共に、そのまま金型とした場合に中子構造
に起因して型冷却性が悪く、成型不良が出易いといった
問題を有していた。

本発明は、上記問題に鑑みて創Ｙされたものであり、車
輌灯具用レンズのよ・うに二方向に異なった曲率を有す
る二次曲面に曲成して成るレンズ面に対して、三次元方
向に形成されるフレネルステップを低コストで刻設する
ことができるフレネルステップの加工方法を提唱するこ
とを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明に係るフレネルステ
ップの加工方法は、二次曲面等に曲成されたレンズ部材
上に適宜ピッチによって間怠円状のピッチ基線を描き、
該ピッチ基線の中心を通る多数の放射区画線で該ピッチ
基線を横断して該レンズ部材面を多数の円弧状フレネル
ステップ設計区画に区画すると共に、各フレネルステッ
プ設計区画にレンズの裏面側焦点からの透過光が屈折系
プリズム又は反射系プリズムを経て略平行光束を構成す
るように山形のフレネルステップを構成して成るフレネ
ルレンズにおいて、上記各フレネルステ・ノブを直交す
るＸＹＺ方向に加えてバイトの回転と支持角度を制御す
るようにした多軸フライス盤に取り付けた先端が鋭角な
バイトの切っ先を、各フレネルステップの稜線に沿って
幅毎に往復切削するに際し、該バイト軸をバイト角が上
記稜線を挟む傾斜面の傾斜角度と一致するようにフライ
ス盤によって振り移動せしめ、所定の山角度と傾斜面を
削り出すことを要旨とするものである。

〔作用〕

本発明は、上述のように多軸フライス盤によって、個別
に設計した各円弧状フレネルステップ設計区画を間怠円
状のピッチ基線に沿って削り出すものであり、バイトの
切っ先を、各フレネルステップの稜線に沿って幅毎に往
復切削し、このときのバイト角とバイト軸によって形成
される切削角度によってフレネルステップの傾斜面を削
り出すものであるため、各傾斜面はバイトによって面切
削されるようになり、面の切削荒さを小さくして高精度
のフレネルステップをもったレンズを構成することがで
きる。

以下、本発明の具体的な実施例をフレネルステップの設
計に従って説明する。

〔実施例１〕本実施例に係るフレネルレンズは、第３図及び第４図に
示すように、二次曲面上に面と直交する回転軸がレンズ
の光軸と一致する回転形を成すような基本フレネルレン
ズパターンから、光軸りを一致して該フレネルステップ
３を二次曲面を持ったレンズ部材１に正投影して構成す
るものである。

該フレネルステ・ノブ３は、適宜ピッチＰの置忘円線Ｃ
１，Ｃ２・・・（中心Ｏ）と、該中心Ｏを通る周方向に
等分割した複数の放射綿Ｒ１，Ｒ２・・・とによって構
成してあり、各置忘円線ＣＩ、Ｃ２・・・と放射線Ｒ１
，Ｒ２・・・で囲まれた区画が各円弧状フレネルステッ
プ設計区画２を構成する。各円弧状フレネルステップ設
計区画２において、レンズ部材１の光軸り上にある焦点
Ｆからの光線β１とＲ２が、上記フレネルステップ３の
両端を経由して光軸りと平行な光線となるように制御す
る屈折系プリズムと反射系プリズムを構成すべく、それ
ぞれの内側斜面４の両端の傾斜角度α１．α２と、外側
斜面５の両端の傾斜角度β１．β２を設計して各フレネ
ルステップ３の頂角ｒ１．　　γ２を決定する。

上記傾斜角度α１．α２及びβ１．β２は、正投影線に
対する傾倒角度であるため、頂角ｒｌγ２は、それぞれ γ１＝α１＋β１ β２＝α２＋β２である。

したがって、上記各円弧状フレネルステップ設計区画２
のフレネルステップ３を多軸フライス盤によって切削す
る場合は、第５図及び第６図に示すように、各円弧状フ
レネルステップ設計区画２において、該フレネルステッ
プ３の長さ方向（円周方向）に先端が鋭角なハイ１−１
０を移動させて往復切削するものであり、稜線６に沿っ
てバイト１０の切っ先を移動させると共に、バイト軸の
支持角度θをフレネルステップ３の傾倒角度の変化量α
１−α２又はβ１→β２に応じてθ１−θ２又ハθ′１
−θ′２に徐々に変更することによって削り出すことが
できる。この時バイト角はδで常時一定であるため、 α＝　δ　→−θ β−δ＋θ と成るようにバイト軸を制御する。

〔実施例２〕本実施例に係るフレネルレンズは、第７図及び第８図に
示すような構造を持つものであり、一方向の曲率がｒｌ
、それと直行する方向の曲率がβ２である二次曲面から
成るレンズ部材１に構成するものであり、先ず第９図（
ａｌ及び（ｂｌに示すように、上記レンズ部材１の光軸
り上にある焦点Ｆがらの光線Ｎｌが、該フレネルステッ
プ３の中央部を経由透過して、放射断面ＳＲ内において
光軸りと平行な光線１２となるように制御する屈折系プ
リズムと反射系プリズムを構成するように、それぞれの
内側斜面４の傾斜角度αと、外側斜面５の傾斜角度βを
設計して該フレネルステップ３の頂角Ｔを決定すると共
に、次に第１０図（ａ）及び（ｂ）に示すように、この
頂角γを保った状態で、ピッチ基線Ｃ方向の接線面ＳＣ
内で、透過光線１２が光軸りと平行になるように、頂部
稜線６をレンズ部材１に対する傾斜角度θを設定したも
のである。

このとき上記外側斜面５の谷位置で構成される外側谷線
７によって、上記ピッチ基線Ｃ２との間に平面レンズ部
８が設計される。

上記傾斜角度α及びβは、正投影線に対する傾斜角度で
あるため、頂角Ｔは γ＝α＋β であり、α、β及びγは固定している。

上記設計したフレネルレンズは、各円弧状フレネルステ
ップ設計区画２毎に多軸フライス盤によって前記実施例
１と同様に内側斜面４と外側斜面５をバイト１０の切削
面で面切削すると共に、平面レンズ部８を該バイト１０
の切っ先で走査切削する。

第１１図乃至第１３図に示すように、多軸フライス盤を
使用して、各円弧状フレネルステンプ設計区画２のフレ
ネルステップ３を順次切削するに際して、先ず、内側斜
面４の傾斜角度αに対してα＝δ＋θ１となるようにバイト軸を傾斜θ１させ、該バイト１０の
切っ先を稜ｖＡ６に沿って円弧状フレネルステップ設計
区画２内で移動させる。

次に外側斜面５の傾斜角度βに対して β＝δ＋０２となるように、バイト軸を傾斜θ２させ、該バイト１０
の切っ先を稜線６に沿って円弧状フレネルステップ設計
区画２内で移動させる。

この移動によって側斜面４，５はバイト１０の切削面に
よって切削される。

而る後、平面レンズ部８は該パイ）１０の傾きθをＯに
して、切っ先で咳面に沿って走査し、削り出しを行う。

〔発明の効果〕

本発明に係るフレネルステップの加工方法は、以上のよ
うに構成したから、レンズ部材が二方向に曲率を異にす
る曲面であっても多軸フライス盤によって容易に三次元
構造のフレネルステップを切削することができるため加
工コストを低減することができると共に、該切削面がバ
イトの面による切削になるため高精度の加工面を得るこ
とができる。

更に、本発明によれば、切削したフレネルステップをそ
のまま金型とする場合にも成型性に優れた構造を得る特
徴を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は回転形を成すフレネルレンズを示すものであり
、（ａｌはレンズ部材が平板の場合の説明図、（ｂｌはレ
ンズ部材が球面板の場合の説明図、第２図は格子状フレ
ネルステップを示す要部斜視図、第３図は本発明に係るフレネルステップの第一の設計例
を示すレンズ部材の一部切欠した正面拡大図、第４図は同フレネルステップを示す拡大斜視図、第５図
及び第６図はフレネルステップとバイトの関係を示す説
明図、第７図は他のフレネルステップ構造を示すレンズ部材の
一部切欠した正面拡大図、第８図は同フレネルステップを示す拡大斜視図、第９図
はフレネルステップの第二の設計例を示すものであり、（ａ）は説明図、（ｂｌは要部断面図、第１０図は同フレネルステップの第二の設計例を示すも
のであり、（ａｌは説明図、（ｂｌは要部断面図、第１１図乃至第１３図はフレネルステップとバイトの関
係を示す説明図である。１・・・レンズ部材２・・・円弧状フレネルステ・ノブ設計区画３・・・フ
レネルステップ　　４・・・内側斜面５・・・外側斜面
　　　　　　６・・・稜線７・・・外側谷線　　　　　
　８・・・平面レンズ部１０・・・バイト特許出願人　株式会社小糸製作所代理人　弁理士　　前　　１）　和　　男１・・・レン
ズ部材２・・円弧状フレネルステップ設計区画３・・・フレネ
ルステップ４・内側斜面５・・・外側斜面６・・稜線７・・・外側谷線ト・・１面レンズ部１０・・・ハイ１− 第１図（０）１・・・レンズ部材２・・・円弧状フレネルステップ設計区画３・・・フレ
ネルステップ４・・内側斜面５・外側斜面６・・・稜線７・・・外側谷線訃・・平面レンズ部１０・・・バイト第４図１　レンズ部材２・・円弧状フレネルステップ設計区画３　・フレ′１
−ルステーノプ・１・内側斜面５・ンＨ１！＋４１＋Ｔｉ６　稜へ゛り可　外側′ｄへ家８・・ト面しノズ部１０　バイト第５図第６図１・・・レンズ部材２・・円弧状フレ不ルステフプ設旧区画３・・フレネル
ステップ４・・内側斜面５・・外側斜面６・稜線７・・外側谷線訃・・土面し・ンズ部１０・・・ハ・イト第７図第Ｓ図 αフｌ　レンズ部材２　円弧状フレネルステ、ブ設計区画３　フレネルステップ４　・内側斜面５　外側１．１面６・稜線７　・外側谷線８・・−１面レンズ部１０　・ハイド第９図（０）し１・・レンズ部材２・・円弧状フレネルステップ設８（区画３・・・フレ
ネルステップ４・・・内側斜面５・・外側斜面６・・・稜線７・・・外側谷線訃・・平１１ｉ＋し〉′ズ部１０・・・ハイド第１０図（０）Ｃ第１０図（ｂ）　　　ア２

Claims

【特許請求の範囲】

曲成されたレンズ部材上に適宜ピッチによって同芯円状
のピッチ基線を描き、該ピッチ基線の中心を通る多数の
放射区画線で該ピッチ基線を横断して該レンズ部材面を
多数の円弧状フレネルステップ設計区画に区画すると共
に、各フレネルステップ設計区画にレンズの裏面側焦点
からの透過光が屈折系プリズム又は反射系プリズムを経
て略平行光束を構成するように山形のフレネルステップ
を構成して成るフレネルレンズにおいて、上記各フレネ
ルステップを多軸フライス盤に取り付けた先端が鋭角な
バイトの切っ先を、各フレネルステップの稜線に沿って
幅毎に往復切削するに際し、該バイト軸をバイト角が上
記稜線を挟む傾斜面の傾斜角度と一致するようにフライ
ス盤によって振り移動せしめ、所定の山角度と傾斜面を
削り出すことを特徴とするフレネルステップの加工方法
。