WO2015076167A1 - 投影レンズ及びそれを備えた車両用灯具 - Google Patents

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WO2015076167A1
WO2015076167A1 PCT/JP2014/080007 JP2014080007W WO2015076167A1 WO 2015076167 A1 WO2015076167 A1 WO 2015076167A1 JP 2014080007 W JP2014080007 W JP 2014080007W WO 2015076167 A1 WO2015076167 A1 WO 2015076167A1
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projection lens
incident
thick
light
gate
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PCT/JP2014/080007
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松本　昭則
龍彦 山道
吉田　賢司
征史 表
孝仁 大澤
守 小菅
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株式会社小糸製作所
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    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
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    • F21S41/141—Light emitting diodes [LED]
    • F21S41/147—Light emitting diodes [LED] the main emission direction of the LED being angled to the optical axis of the illuminating device
    • F21S41/148—Light emitting diodes [LED] the main emission direction of the LED being angled to the optical axis of the illuminating device the main emission direction of the LED being perpendicular to the optical axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
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    • F21—LIGHTING
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    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/022—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses lens and mount having complementary engagement means, e.g. screw/thread

Definitions

  • the present invention relates to a projection lens constituting a vehicular lamp and a vehicular lamp provided with the projection lens.
  • Some vehicle lamps include a projection lens that emits light from a light source incident on an incident portion to the front of the lamp by emitting the light from the emitting portion.
  • This projection lens is molded by, for example, injecting a molten transparent resin into a cavity of a mold (see, for example, Patent Document 1).
  • a runner which is a flow path for feeding the molten resin into the cavity of the mold, is communicated with a portion for molding a peripheral portion formed at the boundary between the incident portion and the emission portion via a gate.
  • the molten resin passes through the gate and is filled into the cavity.
  • a part of the molten resin filling the cavity starts to solidify from the mold surface of the gate, the gate cross-sectional area is further reduced, and there is a possibility that the cost is increased due to a decrease in quality or a decrease in productivity.
  • An object of the present invention is to provide a projection lens that can be manufactured at a low cost and high quality, and a vehicular lamp provided with the projection lens.
  • the projection lens of the present invention that can solve the above problems is A projection lens formed of a resin having translucency, An incident part where light is incident; An emission part for emitting light incident from the incident part; A peripheral edge provided at a boundary between the incident part and the emission part; A thick part provided in one part of the peripheral part, thickened in the optical axis direction than the other part of the peripheral part, and having a gate mark formed on at least a part of the outer peripheral surface; It is characterized by having.
  • a large cross-sectional area of the gate can be secured by communicating the gate with the molding portion of the thick portion in the mold cavity for molding the projection lens. Therefore, the pressure loss at the gate is suppressed as much as possible, and the molten resin is smoothly filled into the cavity. As a result, a sufficient filling pressure of the resin in the cavity can be ensured, the moldability can be improved, and the dimensional accuracy and quality can be improved. Further, since the pressure loss is suppressed as much as possible, more projection lenses can be molded in a single molding process, and the cost can be reduced by improving productivity.
  • the thick part may be thickened by protruding toward the incident part with respect to the other part of the peripheral part.
  • the invalid light distribution region is effectively made thicker by projecting the thick portion toward the incident portion side where the invalid light distribution region that becomes a dead space tends to be larger than the emission portion side. Can be used.
  • the outer peripheral surface of the thick portion may be a first surface on which the gate mark is formed and a second surface facing the first surface when the projection lens is viewed from a side surface.
  • the second surface may be inclined so that the thickness of the thick portion in the optical axis direction becomes thinner as it approaches the optical axis of the projection lens.
  • the flow path width of the molten resin at the molding portion of the thick portion of the mold can be secured to the same level as the flow path width of the gate, and the molten resin is placed inside the mold cavity. It can be smoothly filled toward Therefore, the moldability can be further improved to improve the dimensional accuracy and quality.
  • a vehicular lamp according to the present invention includes the above-described projection lens and a light source that irradiates light to the incident portion of the projection lens.
  • the manufacturing cost can be reduced by using a projection lens that can be manufactured at low cost. Moreover, since light is refracted by the thick part of the projection lens, it is possible to prevent the structure on the back side of the projection lens from being seen through when the lamp is viewed from the outside, and the appearance can be improved.
  • the vehicle lamp according to the present invention may include a holder that holds the projection lens, and the holder may have an engaging portion with which the thick portion can be engaged.
  • the projection lens can be positioned on the holder and easily assembled by engaging the thick portion of the projection lens with the engaging portion of the holder.
  • the present invention it is possible to provide a projection lens that can be manufactured with high quality at low cost and a vehicular lamp provided with the projection lens.
  • FIG. 1 It is a schematic plan view of a movable mold of a lens molding die for molding a projection lens. It is sectional drawing of a part of lens mold for shape
  • FIG. It is a figure which shows the projection lens which concerns on the modification 1, Comprising: (a) is a side view, (b) is the front view seen from the incident part side. It is a side view which shows the projection lens which concerns on the modification 2. It is the front view seen from the incident part side which shows the projection lens which concerns on the modification 2.
  • FIG. 1 Comprising: (a) is a side view, (b
  • FIG. 1 is a perspective view of the projection lens according to the present embodiment as viewed from the incident part side.
  • 2A and 2B are diagrams illustrating the projection lens according to the present embodiment, in which FIG. 2A is a side view and FIG. 2B is a front view as viewed from the incident portion side.
  • the projection lens 11 has an incident part 12, an emission part 13, a peripheral part 14, and a thick part 15.
  • the projection lens 11 is formed from a transparent resin material having translucency, and is formed in a circular shape when viewed from the front.
  • the projection lens 11 has a planar incident surface 12 a at the incident portion 12, and light is incident on the incident surface 12 a of the incident portion 12.
  • the projection lens 11 has an exit surface 13 a that bulges in a convex shape at the exit portion 13, and emits light incident from the entrance surface 12 a of the entrance portion 12 from the exit surface 13 a of the exit portion 13. .
  • the projection lens 11 has an optical axis Ax that passes through the incident surface 12 a of the incident portion 12 and the exit surface 13 a of the exit portion 13.
  • the projection lens 11 refracts the light incident on the incident surface 12a toward the optical axis Ax and emits the light from the output surface 13a.
  • the peripheral edge portion 14 is provided at the boundary between the incident portion 12 and the emission portion 13 over the circumferential direction of the projection lens 11.
  • the peripheral edge portion 14 has a flange portion 21 that protrudes outward.
  • the thick part 15 is provided in one part of the peripheral part 14.
  • the thick portion 15 is thicker in the optical axis Ax direction than the other portions of the peripheral portion 14.
  • the thick part 15 is projected and thickened to the incident part 12 side with respect to the other part of the peripheral part 14.
  • the thick portion 15 includes an outer edge surface 22 (an example of a first surface) along the peripheral edge portion 14, an inner edge surface 23 (an example of a second surface) disposed on the optical axis Ax side with respect to the outer edge surface 22, It has an outer peripheral surface including a connection surface 24 that connects the outer edge surface 22 and the inner edge surface 23.
  • the outer edge surface 22 has a gate mark formed by cutting a gate portion when molding a mold.
  • the inner edge surface 23 is disposed so as to face the outer edge surface 22 when the projection lens 11 is viewed from the side surface, and the thickness of the thick portion 15 in the optical axis direction becomes closer to the optical axis Ax of the projection lens 11.
  • the tapered surface 23a is inclined so as to be thin. As shown in FIG. 2B, when the projection lens 11 is viewed from the front, both ends of the inner edge surface 23 extend to the peripheral edge 14 in the left-right direction, and the outer shape line of the thick portion 15 is reduced as much as possible to make it inconspicuous. ing.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the vehicular lamp according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the light source unit constituting the vehicular lamp.
  • the vehicular lamp 30 includes a lamp body 31 whose front is open, and a light-transmitting translucent cover 32 that is attached so as to cover the opening of the lamp body 31.
  • the vehicle lamp 30 is a headlamp that is provided at the front of the vehicle and illuminates the front of the vehicle.
  • the front is the translucent cover 32 side (left direction of FIG. 3) in the vehicle lamp 30, and the rear is the lamp body 31 side (right direction of FIG. 3) opposite to the front. is there.
  • the translucent cover 32 is attached to the lamp body 31 by being bonded and fixed. By attaching the translucent cover 32 to the lamp body 31, a sealed lamp chamber S is formed inside the vehicular lamp 30. .
  • This vehicular lamp 30 has the projection lens 11 and the light source unit 41 in the lamp chamber S.
  • the projection lens 11 has an optical axis Ax arranged in the vehicle front-rear direction, and a light source unit 41 is arranged behind the projection lens 11.
  • the light source unit 41 has a support portion 42 that is supported by the lamp body 31.
  • the support portion 42 has a light source fixing surface 43 formed of a horizontal plane along the optical axis Ax in the vehicle front-rear direction.
  • a light source 44 composed of LEDs (Light-Emitting-Diode) is fixed to the light source fixing surface 43, and the light source 44 emits light substantially upward.
  • a reflector 45 is fixed to the light source fixing surface 43 so as to cover the upper side of the light source 44.
  • the reflector 45 has an inner surface made of a free-form surface based on, for example, an ellipse, and reflects light from the light source 44 toward the front toward the optical axis Ax so as to converge near the rear focal point of the projection lens 11.
  • the support part 42 has a holder 46 that holds the projection lens 11.
  • the holder 46 is formed in an annular shape, and the incident portion 12 side of the flange portion 21 of the projection lens 11 is fixed to an end surface 46a of the holder 46 by welding, adhesion, or the like. Thereby, the projection lens 11 is held by the holder 46 of the support portion 42 in a state where the incident portion 12 side faces the light source 44.
  • the holder 46 formed in an annular shape has an engaging portion 47 formed of a concave portion formed on the side facing the projection lens 11. The engaging portion 47 engages with the thick portion 15 formed on the incident portion 12 side of the projection lens 11. Thereby, the projection lens 11 is positioned in a state where the thick portion 15 is disposed on the lower side and is fixed to the holder 46.
  • the light source 44 of the light source unit 41 when the light source 44 of the light source unit 41 is turned on, direct light from the light source 44 and reflected light from the reflector 45 are irradiated to the projection lens 11.
  • the light emitted from the light source unit 41 to the projection lens 11 is refracted from the optical axis Ax through the projection lens 11 and is emitted forward of the vehicle.
  • the incident portion 12 side of the projection lens 11 of this example has an effective light distribution region A1 that contributes to light distribution and an invalid light distribution region A2 that does not contribute to light distribution.
  • the effective light distribution area A1 and the ineffective light distribution area A2 are obtained by simulating the optical path of light from the light source, and the light from the light source is incident from the effective light distribution area A1 in the incident portion 12, and the incident portion 12 Is not incident on the invalid light distribution area A2.
  • the thick portion 15 is formed in the invalid light distribution region A2 that is a dead space that is out of the effective light distribution region A1 in the incident portion 12. Therefore, when light is incident on the incident portion 12 of the projection lens 11, the light is not applied to the thick portion 15, and thus the thick portion 15 does not affect the light distribution.
  • a part may be arrange
  • the projection lens 200 having a general shape the light incident from the incident part 201 is refracted toward the optical axis Ax and emitted from the emission part 202, but the light L from the light source spreads. However, since the light is incident on the incident part 201, the effective light distribution region is larger on the emission part 202 side than on the incident part 201 side.
  • the invalid light distribution region X1 on the incident portion 201 side is larger than the invalid light distribution region X2 on the emission portion 202 side. Therefore, in the projection lens 11 of the present embodiment, the thick portion 15 formed in the invalid light distribution region A2 can be formed larger when provided on the incident portion 12 side than on the emission portion 13 side.
  • FIG. 7 is a schematic plan view of a movable mold of a lens molding die for molding a projection lens.
  • FIG. 8 is a partial cross-sectional view of a lens molding die for molding a projection lens.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of a communicating portion between a cavity and a gate of a lens molding die.
  • the effective light distribution area A1 and the invalid light distribution area A2 on the incident part 12 side of the projection lens 11 to be manufactured are obtained by simulation (see FIG. 3), and the size and shape of the thick portion 15 formed in the invalid light distribution area A2 To decide.
  • a lens molding die 51 for molding the projection lens 11 is prepared.
  • the lens molding die 51 includes a fixed die 52 and a movable die 53.
  • the lens molding die 51 has a plurality of (five in this example) cavities 55 as molding spaces for the projection lens 11 and a runner 56 into which molten resin is fed by abutting the fixed mold 52 and the movable mold 53.
  • the gate 57 which connects the runner 56 and the cavity 55 is formed.
  • the parting line PL at the abutting portion between the fixed die 52 and the movable die 53 is disposed on the same surface as the incident surface 12 a of the incident portion 12 of the projection lens 11.
  • the cavity 55 is formed with a thick wall for forming the thick wall portion 15 based on the effective light distribution area A1 and the invalid light distribution area A2 obtained in the thick wall design process.
  • a portion 58 is formed.
  • the thick molded portion 58 has an inclined surface 58 a that forms the tapered surface 23 a of the thick portion 15.
  • the thick molded portion 58 is formed at a position facing the gate 57 and communicates with the gate 57. Thereby, the gate 57 can secure a large cross-sectional area having a predetermined flow path width W1.
  • the flow path width W2 of the inlet portion of the molten resin in the cavity 55 has the same width as the flow path width W1 of the gate 57.
  • the channel width in the thick-wall forming portion 58 is approximately the same as the channel width W 1 of the gate 57.
  • the thick molded part 58 is preferably provided so that the thick part 15 is molded at a position about 1 mm away from the effective light distribution area A1 obtained in the thick part design process.
  • the thick molding portion 58 has the inclined surface 58 a
  • the flow path width in the thick wall forming portion 58 is approximately the same as the channel width of the gate 57, and the molten resin is brought into the cavity 55 by the inclined surface 58 a. Guided smoothly.
  • the movable mold 53 is moved so that the fixed mold 52 and the movable mold 53 are separated from each other, the molded lens molded product is released from the mold, and the projection lens 11 is solidified by the gate 57. Cut and separate with The cutting trace at this boundary portion becomes the gate trace formed on the outer edge surface 22 of the thick portion 15 of the projection lens 11.
  • a part of the resin is solidified at the gate 157 to deteriorate the moldability, and a weld line may be generated inside the lens body including the incident portion 112 and the emission portion 113 formed by the cavity 155. Get higher. If a weld line is generated inside the lens main body, it is a cause of deteriorating the optical quality of the projection lens 100. On the other hand, if the resin pouring speed is slowed or the number of cavities 155 is reduced in order to secure the filling pressure of the resin into the cavities 155, the productivity is lowered. As described above, in the lens molding die 151 shown in FIG. 10 and FIG. 11, there is a possibility that quality may be deteriorated due to deterioration of moldability or cost may be increased due to decrease in productivity.
  • the projection lens 11 according to the present embodiment has the thick portion 15 that is thicker in the optical axis Ax direction than the other portion in one portion of the peripheral portion 14.
  • a thick molded part 58 for molding the meat part 15 can be formed in the cavity 55 (see FIG. 8). Therefore, by making the gate 57 communicate with the thick molded portion 58, a large cross-sectional area of the gate 57 can be secured. Therefore, the pressure loss at the gate 57 is suppressed as much as possible, and the molten resin is smoothly filled into the cavity 55. Thereby, a sufficient filling pressure of the resin into the cavity 55 can be ensured, and the moldability can be improved to improve the dimensional accuracy and quality. Further, since the moldability is improved, a larger number of projection lenses 11 can be molded in a single molding process, and the cost can be reduced by improving the productivity. That is, the projection lens 11 according to the present embodiment can be manufactured with high quality at low cost.
  • the thick portion 15 is thickened by protruding toward the incident portion 12 with respect to other portions of the peripheral portion 14.
  • the ineffective light distribution area A ⁇ b> 2 in which the incident portion 12 side becomes a dead space is likely to be larger than the emission portion 13 side. Therefore, if the thick portion 15 is formed so as to protrude to the incident portion 12 side, the invalid light distribution region A2 can be used effectively.
  • the thick portion 15 of the projection lens 11 has a tapered surface 23a that is inclined so that the thickness in the optical axis direction of the thick portion 15 becomes thinner as it approaches the optical axis Ax of the projection lens 11.
  • the thick molding portion 58 of the lens molding die 51 has an inclined surface 58a for forming the tapered surface 23a.
  • the production cost can be reduced by using the projection lens 11 that can be produced at a low cost. Further, since the light incident from the outside is refracted by the thick portion 15 of the projection lens 11, when the lamp is viewed from the outside, it is possible to prevent the structure behind the projection lens 11 from being seen through. Can be improved.
  • the projection lens 11 can be positioned on the holder 46 and easily assembled.
  • FIG. 12 is a perspective view of the projection lens according to Modification 1 as viewed from the incident part side.
  • FIGS. 13A and 13B are diagrams illustrating a projection lens according to the first modification, where FIG. 13A is a side view and FIG. 13B is a front view as viewed from the incident portion side.
  • the projection lens 11 ⁇ / b> A according to Modification 1 includes a thick portion 15 ⁇ / b> A having a small width dimension in the left-right direction.
  • the thick portion 15 ⁇ / b> A has a width dimension substantially the same as the width dimension of the gate 57 of the lens molding die 51.
  • the thick part 15A is formed in one part of the peripheral part 14 because the thick part 15A is thicker in the optical axis Ax direction than the other part.
  • the thick molded portion 58 can be formed in the cavity 55 (see FIG. 8). Therefore, also in the case of the projection lens 11A, by making the gate 57 communicate with the thick molded portion 58, a large cross-sectional area of the gate 57 can be secured. Therefore, pressure loss at the gate 57 is suppressed as much as possible, and the molten resin is smoothly filled into the cavity 55. Thereby, a sufficient filling pressure of the resin in the cavity 55 can be secured, and the moldability can be improved and the quality can be improved.
  • the moldability is improved, a larger number of projection lenses 11A can be molded in a single molding process, and the cost can be reduced by improving the productivity. Further, in the projection lens 11A, since the thick portion 15A is made small, the thick portion 15A can be made inconspicuous.
  • FIG. 14 is a side view showing a projection lens according to the second modification.
  • FIG. 15 is a front view of the projection lens according to Modification 2 as viewed from the incident side.
  • the projection lens 11 ⁇ / b> B has an outer peripheral surface 61 between the incident surface 12 a of the incident portion 12 and the emission surface 13 a of the emission portion 13.
  • the projection lens 11B is formed in a substantially rectangular shape when viewed from the front.
  • the projection lens 11B is a so-called deformed lens that is not circular when viewed from the front.
  • a flange portion 21 is formed in the circumferential direction on the incident portion 12 side on the outer peripheral surface 61, and the flange portion 21 is a peripheral portion 14.
  • a thick portion 15B that is thicker in the optical axis Ax direction than the flange portion 21 in the other portion is provided in one portion of the peripheral portion 14.
  • the thick part 15B is formed in one part of the peripheral part 14 because the thick part 15B is made thicker in the optical axis Ax direction than the other part.
  • the thick molded portion 58 can be formed in the cavity 55 (see FIG. 8). Therefore, by making the gate 57 communicate with the thick molded portion 58, a large cross-sectional area of the gate 57 can be secured. Therefore, pressure loss at the gate 57 is suppressed as much as possible, and the molten resin is smoothly filled into the cavity 55. Thereby, a sufficient filling pressure of the resin in the cavity 55 can be secured, and the moldability can be improved and the quality can be improved. Further, since the moldability is improved, a larger number of projection lenses 11B can be molded in a single molding process, and the cost can be reduced by improving the productivity.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments and modification examples, and can be appropriately modified and improved.
  • the material, shape, dimension, numerical value, form, number, arrangement location, and the like of each component in the above-described embodiment are arbitrary and are not limited as long as the present invention can be achieved.
  • an optical system using a reflecting surface for example, a PES optical system
  • a PES optical system for example, a PES optical system
  • the present invention is not limited to this example.
  • a configuration including another optical system such as a so-called direct-light optical system (monofocus optical system) may be used.

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Abstract

　本発明の目的の一つは、低コストで高品質に製造することが可能な投影レンズ及びそれを備えた車両用灯具を提供することである。　透光性を有する樹脂から形成された投影レンズ（１１）であって、光が入射される入射部（１２）と、入射部（１２）から入射した光を出射する出射部（１３）と、入射部（１２）と出射部（１３）との境界に設けられた周縁部（１４）と、周縁部（１４）の一の部分に設けられ、周縁部（１４）の他の部分よりも光軸方向に厚くされるとともに、外周面の少なくとも一部にゲート痕が形成された厚肉部（１５）と、を有する。

Description

投影レンズ及びそれを備えた車両用灯具
　本発明は、車両用灯具を構成する投影レンズ及びそれを備えた車両用灯具に関する。
　車両用灯具には、入射部に入射された光源からの光を出射部から出射させて灯具前方へ照射する投影レンズを備えたものがある。この投影レンズは、例えば金型のキャビティ内に溶融した透明樹脂を射出することで成形される（例えば、特許文献１参照）。
日本国特開２０００－１１３７０１号公報
　溶融樹脂を金型のキャビティに送り込む流路であるランナーは、入射部と出射部との境界に形成される周縁部を成形する部分にゲートを介して連通される。そして、溶融樹脂は、ゲートを通過してキャビティ内へ充填される。
　ところで、投影レンズの周縁部は、光軸方向の厚さが薄いため、周縁部の一部で連通されるゲートが細くなってしまう。すると、ゲートでの圧力損失が大きくなり、充填圧が十分に得られず、成形性が悪化することがある。例えば、キャビティに充填する溶融樹脂の一部がゲートの金型表面から固化し始め、ゲート断面積が更に小さくなり、品質低下や生産性の低下によるコストアップを招くおそれがある。
　本発明の目的は、低コストで高品質に製造することが可能な投影レンズ及びそれを備えた車両用灯具を提供することにある。
　上記課題を解決することのできる本発明の投影レンズは、
　透光性を有する樹脂から形成された投影レンズであって、
　光が入射される入射部と、
　前記入射部から入射した光を出射する出射部と、
　前記入射部と前記出射部との境界に設けられた周縁部と、
　前記周縁部の一の部分に設けられ、前記周縁部の他の部分よりも光軸方向に厚くされるとともに、外周面の少なくとも一部にゲート痕が形成された厚肉部と、
　を有することを特徴とする。
　上記構成の投影レンズによれば、投影レンズを成形するための金型のキャビティにおける厚肉部の成形箇所にゲートを連通させることで、ゲートの断面積を大きく確保することができる。よって、ゲートでの圧力損失が極力抑えられ、溶融樹脂がキャビティへ円滑に充填される。これにより、キャビティへの樹脂の充填圧を十分に確保することができ、成形性を向上させて寸法精度及び品質の向上を図ることができる。また、圧力損失が極力抑えられることで、一度の成形工程で、より多くの投影レンズを成形することができ、生産性の向上によるコストダウンを図ることができる。
　また、本発明の投影レンズにおいて、前記厚肉部は、前記周縁部の他の部分に対して前記入射部側へ突出されて厚くされていても良い。
　上記構成の投影レンズによれば、出射部側と比較してデッドスペースとなる無効配光領域が大きくなりやすい入射部側に厚肉部を突出させて厚くすることで、無効配光領域を有効に利用することができる。
　また、本発明の投影レンズにおいて、前記厚肉部の外周面は、当該投影レンズを側面から見て、前記ゲート痕が形成された第１の面と、前記第１の面と対向する第２の面とを有し、前記第２の面は、当該投影レンズの光軸に近づくにつれて、前記厚肉部の前記光軸方向の厚さが薄くなるように傾斜していても良い。
　上記構成の投影レンズによれば、金型の厚肉部の成形箇所における溶融樹脂の流路幅をゲートの流路幅と同程度に確保することができ、溶融樹脂を金型のキャビティの内部に向けて円滑に充填することができる。したがって、さらに成形性を向上させて寸法精度及び品質の向上を図ることができる。
　また、本発明の車両用灯具は、上記の投影レンズと、前記投影レンズの前記入射部へ光を照射する光源とを備えることを特徴とする。
　上記構成の車両用灯具によれば、低コストで製造可能な投影レンズを用いることで、製造コストを抑えることができる。また、投影レンズの厚肉部で光が屈折するので、外部から灯具を見た際に、投影レンズの奥側の構造物の透視を防ぐことができ、見映えを良くすることができる。
　本発明の車両用灯具において、前記投影レンズを保持するホルダを備え、前記ホルダは、前記厚肉部が係合可能な係合部を有しても良い。
　上記構成の車両用灯具によれば、ホルダの係合部に投影レンズの厚肉部を係合させることで、投影レンズをホルダに位置決めして容易に組み付けることができる。
　本発明によれば、低コストで高品質に製造することが可能な投影レンズ及びそれを備えた車両用灯具を提供することができる。
本実施形態に係る投影レンズを示す入射部側から見た斜視図である。 本実施形態に係る投影レンズを示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は入射部側から見た正面図である。 本実施形態に係る車両用灯具を示す断面図である。 車両用灯具を構成する光源ユニットの分解斜視図である。 光源からの光の光路のシミュレーションで求められた有効配光領域及び無効配光領域を示す投影レンズの入射部側から見た概略正面図である。 投影レンズを通過する光の経路を説明するための投影レンズの側面図である。 投影レンズを成形するレンズ成形用金型の可動型の概略平面図である。 投影レンズを成形するレンズ成形用金型の一部の断面図である。 レンズ成形用金型のキャビティとゲートとの連通部分の断面図である。 比較例に係る投影レンズの側面図である。 比較例の投影レンズを成形するレンズ成形用金型のキャビティとゲートとの連通部分の断面図である。 変形例１に係る投影レンズを示す入射部側から見た斜視図である。 変形例１に係る投影レンズを示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は入射部側から見た正面図である。 変形例２に係る投影レンズを示す側面図である。 変形例２に係る投影レンズを示す入射部側から見た正面図である。
　以下、本発明に係る投影レンズ及びそれを備えた車両用灯具の実施の形態の一例を、図面を参照して説明する。
　図１は、本実施形態に係る投影レンズを示す入射部側から見た斜視図である。図２は、本実施形態に係る投影レンズを示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は入射部側から見た正面図である。
　図１及び図２に示すように、本実施形態に係る投影レンズ１１は、入射部１２と、出射部１３と、周縁部１４と、厚肉部１５とを有している。この投影レンズ１１は、透光性を有する透明な樹脂材料から成形されたもので、正面視で円形状に形成されている。この投影レンズ１１は、入射部１２に、平面形状の入射面１２ａを有しており、この入射部１２の入射面１２ａに光が入射される。また、投影レンズ１１は、出射部１３に、凸形状に膨出する出射面１３ａを有しており、入射部１２の入射面１２ａから入射された光を出射部１３の出射面１３ａから出射する。この投影レンズ１１は、入射部１２の入射面１２ａ及び出射部１３の出射面１３ａを通る光軸Ａｘを有している。投影レンズ１１は、入射面１２ａに入射される光を光軸Ａｘ寄りに屈折させて出射面１３ａから出射させる。
　周縁部１４は、投影レンズ１１の周方向にわたって入射部１２と出射部１３との境界に設けられている。この周縁部１４は、外方へ張り出すフランジ部２１を有している。
　厚肉部１５は、周縁部１４の一の部分に設けられている。この厚肉部１５は、周縁部１４の他の部分よりも光軸Ａｘ方向に厚くされている。厚肉部１５は、周縁部１４の他の部分に対して入射部１２側へ突出されて厚くされている。厚肉部１５は、周縁部１４に沿う外縁面２２（第１の面の一例）と、外縁面２２よりも光軸Ａｘ側に配置される内縁面２３（第２の面の一例）と、外縁面２２と内縁面２３とを接続する接続面２４とを含む外周面を有している。外縁面２２は、金型成形時にゲート部分が切断されて形成されるゲート痕を有している。内縁面２３は、投影レンズ１１を側面から見て、外縁面２２と対向するように配置されており、投影レンズ１１の光軸Ａｘに近づくにつれて、厚肉部１５の光軸方向の厚さが薄くなるように傾斜するテーパ面２３ａを有している。図２（ｂ）のように投影レンズ１１を正面視で見て、内縁面２３の両端は左右方向に周縁部１４まで延びており、厚肉部１５の外形ラインが極力少なくされて目立たなくされている。
　次に、上記の投影レンズを備えた本実施形態に係る車両用灯具について説明する。
　図３は、本実施形態に係る車両用灯具を示す断面図である。図４は、車両用灯具を構成する光源ユニットの分解斜視図である。
　図３に示すように、車両用灯具３０は、前方が開口した灯具ボディ３１と、この灯具ボディ３１の開口を覆うように取り付けられる光透過性の透光カバー３２とを備えている。この車両用灯具３０は、車両の前部に設けられて車両前方を照らす前照灯である。
　なお、本例において、前方とは、車両用灯具３０における透光カバー３２側（図３の左方向）であり、後方とは、前方と反対の灯具ボディ３１側（図３の右方向）である。
　透光カバー３２は、灯具ボディ３１に接着固定されて取り付けられ、この透光カバー３２を灯具ボディ３１に取り付けることで、車両用灯具３０の内部に、密閉された灯室Ｓが形成されている。
　この車両用灯具３０は、灯室Ｓ内に、上記の投影レンズ１１と、光源ユニット４１とを有している。投影レンズ１１は、その光軸Ａｘが車両前後方向に向けて配置されており、この投影レンズ１１の後方に、光源ユニット４１が配置されている。
　図４に示すように、光源ユニット４１は、灯具ボディ３１に支持される支持部４２を有している。この支持部４２は、車両前後方向の光軸Ａｘに沿う水平面からなる光源固定面４３を有している。光源固定面４３には、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）からなる光源４４が固定されており、この光源４４は、略上向きに発光する。また、光源固定面４３には、光源４４の上方を覆うように、リフレクタ４５が固定されている。リフレクタ４５は、例えば楕円を基調とする自由曲面からなる内面を有しており、光源４４からの光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに反射させて投影レンズ１１の後方焦点近傍に収束させる。
　支持部４２は、投影レンズ１１を保持するホルダ４６を有している。ホルダ４６は、環状に形成されており、ホルダ４６の端面４６ａに、投影レンズ１１のフランジ部２１の入射部１２側が溶着や接着等によって固定されている。これにより、投影レンズ１１は、支持部４２のホルダ４６に、入射部１２側を光源４４へ向けた状態に保持されている。環状に形成されたホルダ４６は、投影レンズ１１と対向する側に形成された凹部からなる係合部４７を有している。この係合部４７には、投影レンズ１１の入射部１２側に形成された厚肉部１５が係合される。これにより、投影レンズ１１は、その厚肉部１５が下方側に配置された状態に位置決めされてホルダ４６に固定される。
　上記構造の車両用灯具３０において、光源ユニット４１の光源４４を点灯させると、光源４４からの直接光及びリフレクタ４５での反射光が投影レンズ１１へ照射される。そして、光源ユニット４１から投影レンズ１１へ照射された光は、投影レンズ１１を通して光軸Ａｘよりに屈折され、車両の前方へ照射される。
　ここで、図５に示すように、本例の投影レンズ１１の入射部１２側は、配光に寄与する有効配光領域Ａ１と、配光に寄与しない無効配光領域Ａ２とを有している。この有効配光領域Ａ１及び無効配光領域Ａ２は、光源からの光の光路をシミュレーションすることによって求められ、光源からの光は、入射部１２における有効配光領域Ａ１から入射し、入射部１２における無効配光領域Ａ２には入射されない。
　そして、本実施形態に係る投影レンズ１１では、厚肉部１５が、入射部１２における有効配光領域Ａ１から外れたデッドスペースである無効配光領域Ａ２に形成されている。したがって、この投影レンズ１１の入射部１２に光を入射させる際に、その光が厚肉部１５にかからず、よって、厚肉部１５が配光に影響することはない。なお、厚肉部１５は、有効配光領域Ａ１から外れた位置に形成することが好ましいが、一部が有効配光領域Ａ１内に配置されていても良い。
　なお、投影レンズ１１の出射部１３側においても、配光に寄与する有効配光領域Ａ１と、配光に寄与しない無効配光領域Ａ２が存在し、有効配光領域Ａ１から光が出射し、無効配光領域Ａ２からは光が出射されない。図６に示すように、一般的な形状の投影レンズ２００では、入射部２０１から入射した光が光軸Ａｘ寄りに屈折されて出射部２０２から出射されるが、光源からの光Ｌは、広がりながら入射部２０１へ入射されるため、有効配光領域は、入射部２０１側よりも出射部２０２側で大きくなる。つまり、入射部２０１側の無効配光領域Ｘ１は、出射部２０２側の無効配光領域Ｘ２よりも大きくなる。したがって、本実施形態の投影レンズ１１において、無効配光領域Ａ２に形成する厚肉部１５は、出射部１３側よりも入射部１２側に設けた方が大きく形成することができる。
　次に、本実施形態に係る投影レンズ１１の製造方法について説明する。
　図７は、投影レンズを成形するレンズ成形用金型の可動型の概略平面図である。図８は、投影レンズを成形するレンズ成形用金型の一部の断面図である。図９は、レンズ成形用金型のキャビティとゲートとの連通部分の断面図である。
（厚肉部の設計工程）
　製造する投影レンズ１１の入射部１２側における有効配光領域Ａ１と無効配光領域Ａ２とをシミュレーションによって求め（図３参照）、無効配光領域Ａ２に形成する厚肉部１５の大きさ及び形状を決定する。
（金型の準備工程）
　図７及び図８に示すように、投影レンズ１１を成形するレンズ成形用金型５１を準備する。レンズ成形用金型５１は、固定型５２と可動型５３とから構成されている。レンズ成形用金型５１は、固定型５２と可動型５３とを突き合わせることで、投影レンズ１１の成形空間である複数（本例では５つ）のキャビティ５５と、溶融樹脂が送り込まれるランナー５６と、ランナー５６とキャビティ５５とを連通するゲート５７とが形成される。なお、このレンズ成形用金型５１では、固定型５２と可動型５３との突き合わせ部分のパーティングラインＰＬは、投影レンズ１１の入射部１２の入射面１２ａと同一の面に配置される。
　また、図９に示すように、キャビティ５５には、厚肉部の設計工程で求めた有効配光領域Ａ１及び無効配光領域Ａ２に基づいて、厚肉部１５を成形するための厚肉成形部５８が形成される。この厚肉成形部５８は、厚肉部１５のテーパ面２３ａを形成する傾斜面５８ａを有している。この厚肉成形部５８は、ゲート５７を臨む位置に形成され、ゲート５７と連通されている。これにより、ゲート５７は所定の流路幅Ｗ１を有する大きな断面積が確保可能とされる。また、キャビティ５５における溶融樹脂の入口部分の流路幅Ｗ２はゲート５７の流路幅Ｗ１と同程度の幅を有している。また、厚肉形成部５８における流路幅もゲート５７の流路幅Ｗ１と同程度の幅を有している。なお、厚肉成形部５８は、厚肉部の設計工程で求めた有効配光領域Ａ１から１ｍｍ程度離れた位置に厚肉部１５が成形されるように設けるのが好ましい。
（射出成形工程）
　固定型５２に対して可動型５３を近接させて固定型５２と可動型５３とを突き合わせた状態で、ランナー５６へ溶融樹脂を射出する。すると、この射出された溶融樹脂は、各ランナー５６から各ゲート５７を介して各キャビティ５５へ流し込まれる。このとき、ゲート５７は、厚肉部１５を成形する厚肉成形部５８に連通されているので、大きな断面積が確保されている。したがって、溶融樹脂は、ゲート５７からキャビティ５５内へ極めて円滑に送り込まれることとなる。また、厚肉成形部５８の傾斜面５８ａを有することから、厚肉形成部５８における流路幅はゲート５７の流路幅と同程度であるとともに、傾斜面５８ａによって溶融樹脂がキャビティ５５内へ円滑に案内される。
　樹脂の硬化後、可動型５３を移動させて固定型５２と可動型５３とを離間させ、成形されたレンズ成形品を離型し、各投影レンズ１１をゲート５７で固化した部分との境界部分で切断して分離させる。この境界部分における切断の痕が、投影レンズ１１の厚肉部１５の外縁面２２に形成されるゲート痕となる。
　ところで、図１０に示すように、投影レンズ１００において入射部１１２と出射部１１３との境界に設けられる周縁部１１４に厚肉部を設けない構成では、図１１に示すように、固定型１５２と可動型１５３で構成されるレンズ成形用金型１５１に厚肉成形部を形成することができず、ゲート１５７の流路幅がランナー１５６の流路幅より小さくなる。したがって、この場合、ゲート１５７での圧力損失が大きくなり、溶融樹脂のキャビティ１５５への充填が円滑に行われず、キャビティ１５５への樹脂の充填圧が十分に得られなくなる場合がある。この場合、例えばゲート１５７で樹脂の一部が固化して成形性が悪化し、キャビティ１５５で形成される入射部１１２や出射部１１３を含むレンズ本体部の内部にウェルド線が発生する可能性が高くなる。レンズ本体部の内部にウェルド線が発生すると投影レンズ１００の光学的な品質を低下させる一因となる。一方で、キャビティ１５５への樹脂の充填圧を確保するために、樹脂を流し込む速度を遅くしたりキャビティ１５５の数を減らしてしまうと生産性が低下してしまう。このように、図１０や図１１に示されるレンズ成形用金型１５１では、成形性の悪化による品質低下を招いたり、生産性の低下によるコストアップを招くおそれがある。
　これに対して、本実施形態に係る投影レンズ１１では、周縁部１４の一の部分に、他の部分よりも光軸Ａｘ方向に厚くされた厚肉部１５を有していることから、厚肉部１５を成形するための厚肉成形部５８をキャビティ５５に形成することができる（図８参照）。したがって、この厚肉成形部５８にゲート５７を連通させることで、ゲート５７の断面積を大きく確保することができる。よって、ゲート５７での圧力損失が極力抑えられ、溶融樹脂がキャビティ５５へ円滑に充填される。これにより、キャビティ５５への樹脂の充填圧を十分に確保することができ、成形性を向上させて寸法精度及び品質の向上を図ることができる。また、成形性が向上することで、一度の成形工程で、より多くの投影レンズ１１を成形することができ、生産性の向上によるコストダウンを図ることができる。つまり、本実施形態に係る投影レンズ１１によれば、低コストで高品質に製造することができる。
　また、厚肉部１５は、周縁部１４の他の部分に対して入射部１２側へ突出されて厚くされている。投影レンズ１１は、出射部１３側と比較し、入射部１２側の方がデッドスペースとなる無効配光領域Ａ２が大きくなりやすい。したがって、厚肉部１５を入射部１２側へ突出するように形成すれば、無効配光領域Ａ２を有効に利用することができる。
　また、投影レンズ１１の厚肉部１５は、投影レンズ１１の光軸Ａｘに近づくにつれて厚肉部１５の光軸方向の厚さが薄くなるように傾斜するテーパ面２３ａを有している。また、レンズ成形用金型５１の厚肉成形部５８はテーパ面２３ａを形成するための傾斜面５８ａを有している。厚肉成形部５８に傾斜面５８ａを設けたことにより、厚肉成形部５８における流路幅をゲート５７の流路幅と同程度に確保することができ、溶融樹脂をキャビティ５５の内部へ円滑に案内することができる。このように、ゲート５７を通過した溶融樹脂が、レンズ成形用金型５１のキャビティ５５における厚肉成形部５８からキャビティ５５の内部に向けて円滑に流すことができるため、さらに成形性を向上させて精度及び品質の向上を図ることができる。
　また、上記の投影レンズ１１を備えた車両用灯具３０によれば、低コストで製造可能な投影レンズ１１を用いることで、製造コストを抑えることができる。また、投影レンズ１１の厚肉部１５で外部から入射される光が屈折するので、外部から灯具を見た際に、投影レンズ１１の奥側の構造物の透視を防ぐことができ、見映えを良くすることができる。
　しかも、ホルダ４６の係合部４７に投影レンズ１１の厚肉部１５を係合させることで、投影レンズ１１をホルダ４６に位置決めして容易に組み付けることができる。
　次に、変形例に係る投影レンズについて説明する。
（変形例１）
　図１２は、変形例１に係る投影レンズを示す入射部側から見た斜視図である。図１３は、変形例１に係る投影レンズを示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は入射部側から見た正面図である。
　図１２及び図１３に示すように、この変形例１に係る投影レンズ１１Ａでは、左右方向における幅寸法の小さい厚肉部１５Ａを備えている。この厚肉部１５Ａは、その幅寸法が、レンズ成形用金型５１のゲート５７の幅寸法と略同一とされている。
　この投影レンズ１１Ａの場合も、周縁部１４の一の部分に、他の部分よりも光軸Ａｘ方向に厚くされた厚肉部１５Ａを有していることから、厚肉部１５Ａを成形するための厚肉成形部５８をキャビティ５５に形成することができる（図８参照）。したがって、この投影レンズ１１Ａの場合も、厚肉成形部５８にゲート５７を連通させることで、ゲート５７の断面積を大きく確保することができる。よって、ゲート５７での圧力損失が極力抑えられ、キャビティ５５へ溶融樹脂が円滑に充填される。これにより、キャビティ５５への樹脂の充填圧を十分に確保することができ、成形性を向上させて品質向上を図ることができる。また、成形性が向上することで、一度の成形工程で、より多くの投影レンズ１１Ａを成形することができ、生産性の向上によるコストダウンを図ることができる。
　また、この投影レンズ１１Ａでは、厚肉部１５Ａが小さくされていることから、厚肉部１５Ａを目立たなくすることができる。
（変形例２）
　図１４は、変形例２に係る投影レンズを示す側面図である。図１５は、変形例２に係る投影レンズを示す入射部側から見た正面図である。
　図１４及び図１５に示すように、変形例２に係る投影レンズ１１Ｂは、入射部１２の入射面１２ａと出射部１３の出射面１３ａとの間に外周面６１を有している。この投影レンズ１１Ｂは、正面視が略矩形状に形成されている。このように、この投影レンズ１１Ｂは、正面視が円形状でない、いわゆる異形レンズである。この投影レンズ１１Ｂでは、外周面６１における入射部１２側に、周方向へわたってフランジ部２１が形成されており、このフランジ部２１が周縁部１４とされている。この投影レンズ１１Ｂの場合も、周縁部１４の一の部分に、他の部分におけるフランジ部２１よりも光軸Ａｘ方向に厚い厚肉部１５Ｂが設けられている。
　この投影レンズ１１Ｂの場合も、周縁部１４の一の部分に、他の部分よりも光軸Ａｘ方向に厚くされた厚肉部１５Ｂを有していることから、厚肉部１５Ｂを成形するための厚肉成形部５８をキャビティ５５に形成することができる（図８参照）。したがって、この厚肉成形部５８にゲート５７を連通させることで、ゲート５７の断面積を大きく確保することができる。よって、ゲート５７での圧力損失が極力抑えられ、キャビティ５５へ溶融樹脂が円滑に充填される。これにより、キャビティ５５への樹脂の充填圧を十分に確保することができ、成形性を向上させて品質向上を図ることができる。また、成形性が向上することで、一度の成形工程で、より多くの投影レンズ１１Ｂを成形することができ、生産性の向上によるコストダウンを図ることができる。
　なお、本発明は、上述した実施形態や変形例に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
　例えば、上記の実施形態の車両用灯具では、反射面を用いる光学系（例えばＰＥＳ光学系）を例示したがこの例に限らず、光源からの光を反射面を介さずに灯具前方へ照射するいわゆる直射光学系（モノフォーカス光学系）等の他の光学系を備える構成であっても良い。
　本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
　本出願は、2013年11月21日出願の日本特許出願・出願番号2013-241318に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　１１，１１Ａ，１１Ｂ：投影レンズ、１２：入射部、１３：出射部、１４：周縁部、１５，１５Ａ，１５Ｂ：厚肉部、３０：車両用灯具、４４：光源、４６：ホルダ、４７：係合部、Ａｘ：光軸
 

Claims (5)

  1. 　透光性を有する樹脂から形成された投影レンズであって、
    　光が入射される入射部と、
    　前記入射部から入射した光を出射する出射部と、
    　前記入射部と前記出射部との境界に設けられた周縁部と、
    　前記周縁部の一の部分に設けられ、前記周縁部の他の部分よりも光軸方向に厚くされるとともに、外周面の少なくとも一部にゲート痕が形成された厚肉部と、
    　を有することを特徴とする投影レンズ。
  2. 　前記厚肉部は、前記周縁部の他の部分に対して前記入射部側へ突出されて厚くされていることを特徴とする請求項１に記載の投影レンズ。
  3. 　前記厚肉部の外周面は、当該投影レンズを側面から見て、前記ゲート痕が形成された第１の面と、前記第１の面と対向する第２の面とを有し、
    　前記第２の面は、当該投影レンズの光軸に近づくにつれて、前記厚肉部の前記光軸方向の厚さが薄くなるように傾斜していることを特徴とする請求項２に記載の投影レンズ。
  4. 　請求項１から３のいずれか一項に記載の投影レンズと、前記投影レンズの前記入射部へ光を照射する光源とを備えることを特徴とする車両用灯具。
  5. 　前記投影レンズを保持するホルダを備え、前記ホルダは、前記厚肉部が係合可能な係合部を有することを特徴とする請求項４に記載の車両用灯具。
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