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WO2023171269A1 - 光学ユニットおよび車両用灯具 - Google Patents

光学ユニットおよび車両用灯具 Download PDF

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WO2023171269A1
WO2023171269A1 PCT/JP2023/005186 JP2023005186W WO2023171269A1 WO 2023171269 A1 WO2023171269 A1 WO 2023171269A1 JP 2023005186 W JP2023005186 W JP 2023005186W WO 2023171269 A1 WO2023171269 A1 WO 2023171269A1
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WO
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lens
optical unit
fitting
lens member
holder member
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/005186
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English (en)
French (fr)
Inventor
崇嗣 古井
Original Assignee
株式会社小糸製作所
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Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社小糸製作所 filed Critical 株式会社小糸製作所
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    • 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
    • F21S41/25—Projection lenses
    • F21S41/255—Lenses with a front view of circular or truncated circular outline
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
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    • F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/29—Attachment thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V17/00—Fastening of component parts of lighting devices, e.g. shades, globes, refractors, reflectors, filters, screens, grids or protective cages
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    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2102/00—Exterior vehicle lighting devices for illuminating purposes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
    • F21Y2115/15—Organic light-emitting diodes [OLED]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/30—Semiconductor lasers

Definitions

  • the present disclosure relates to an optical unit and a vehicle lamp.
  • Patent Document 1 discloses a vehicle lamp that includes a projection lens that is integrally molded by two-color molding and a holder that holds the projection lens.
  • Patent Document 2 discloses a lamp unit in which a protection member that blocks at least a portion of light directed toward a lens holder is integrally molded with other components.
  • the lens and lens holder in the optical unit may be joined by laser welding.
  • resin materials for the lens and lens holder are limited, and equipment for welding is also required.
  • Methods other than laser welding include a method of integrally molding the lens and lens holder by two-color molding, but there is a risk that the bonding will be insufficient. Particularly when combining resins that are difficult to bond, there is a high possibility that the bonding will be insufficient.
  • An object of the present disclosure is to provide an optical unit that can firmly bond a lens member and a holder member regardless of the type of resin material, and a vehicle lamp equipped with the optical unit.
  • An optical unit includes: An optical unit in which a lens member including a lens part and a base located at an edge of the lens part, and a holder member holding the lens member are integrally molded by two-color molding,
  • the base portion of the lens member has a first fitting portion on an outer portion of the edge;
  • the holder member has a second fitting part that fits with the first fitting part,
  • the lens member and the holder member are integrated by fitting one of the first fitting part and the second fitting part so as to cover the other.
  • the base of the lens member has a first fitting part on the outer side of the edge of the lens part, and the holder member has a second fitting part that fits with the first fitting part,
  • the lens member and the holder member are integrated by fitting one of the first fitting part and the second fitting part so as to cover the other.
  • a vehicle lamp according to one aspect of the present disclosure includes the optical unit described above.
  • an optical unit that can firmly bond a lens member and a holder member regardless of the type of resin material, and a vehicle lamp including the optical unit.
  • FIG. 1 is a partial cross-sectional view illustrating a vehicle lamp according to an embodiment of the present disclosure (hereinafter also referred to as the present embodiment).
  • FIG. 2A is a front view of the lens member according to this embodiment.
  • FIG. 2B is a side view of the lens member according to this embodiment.
  • FIG. 2C is a rear view of the lens member according to this embodiment.
  • FIG. 3A is a front view of the optical unit according to this embodiment.
  • FIG. 3B is a side view of the optical unit according to this embodiment.
  • FIG. 3C is a sectional view taken along line A-A' of the optical unit in FIG. 3A.
  • FIG. 4A is a diagram illustrating the manufacturing process of the optical unit according to this embodiment.
  • FIG. 4A is a diagram illustrating the manufacturing process of the optical unit according to this embodiment.
  • FIG. 4B is a diagram illustrating the manufacturing process of the optical unit according to this embodiment.
  • FIG. 4C is a diagram illustrating the manufacturing process of the optical unit according to this embodiment.
  • FIG. 4D is a diagram illustrating the manufacturing process of the optical unit according to this embodiment.
  • FIG. 1 is a partial cross-sectional view illustrating a vehicle lamp 1 including an optical unit 10, which will be described later.
  • the vehicle lamp 1 includes an optical unit 10, a light source 42, a substrate 44, and a base member 46.
  • the light source 42 is a semiconductor light source such as an LED (light emitting diode), LD (laser diode), organic or inorganic EL (electroluminescence), and is mounted on the substrate 44.
  • a circuit pattern for supplying power to the light source 42 is formed on the substrate 44 .
  • the substrate 44 on which the light source 42 is mounted is attached to the base member 46 so that the light emitting surface (light emitting surface) of the light source 42 faces the front side of the vehicle lamp 1.
  • the base member 46 is made of a material with relatively high heat resistance, such as aluminum.
  • the base member 46 includes heat radiation fins on the surface opposite to the surface on which the substrate 44 on which the light source 42 is mounted is mounted.
  • the optical unit 10 is formed by integrally molding a lens member 20 and a holder member 30 by two-color molding.
  • the lens member 20 includes a lens portion 22 and a base portion 24 located at the edge of the lens portion 22 .
  • the lens portion 22 constitutes a convex lens, and is arranged so that the convex surface faces the front side of the vehicle lamp 1.
  • the light source 42 of the vehicle lamp 1 is arranged such that the optical axis X of the lens portion 22 passes through the light emitting surface (for example, the center thereof) of the light source 42 .
  • the optical unit 10 is attached to the base member 46 such that the holder member 30 covers the substrate 44 on which the light source 42 mounted on the base member 46 is mounted.
  • the base portion 24 of the lens member 20 has a first fitting portion 26 on the outer side of the edge of the lens portion 22.
  • the holder member 30 has a second fitting portion 32 that fits into the first fitting portion 26 .
  • the second fitting part 32 fits so as to cover the first fitting part 26, so that the lens member 20 and the holder member 30 are integrated.
  • the first fitting portion 26 is a convex portion projecting outward from the edge of the lens portion 22.
  • the outer side of the edge refers to the outer side of the lens portion 22 in the radial direction of the optical axis X.
  • the second fitting portion 32 is a recess corresponding to the first fitting portion 26, which is a convex portion.
  • the base portion 24 of the lens member 20 is a flange portion provided at the edge of the lens portion 22.
  • An enclosure portion 25 that surrounds the lens portion 22 is formed on a first surface 24a facing the lens portion 22 of the base portion 24, which is a flange portion, and a second surface 24b facing the opposite side to the first surface 24a. Traces of being crushed remain in the surrounding part 25 so as to surround the lens part 22.
  • FIG. 2A is a front view of the lens member 20.
  • FIG. 2B is a side view of the lens member 20.
  • FIG. 2C is a rear view of the lens member 20.
  • the lens member 20 illustrated in FIGS. 2A to 2C is in a state before being integrated with the holder member 30, and has the above configuration described based on FIG. 1. However, the crushing mark has not yet been formed in the enclosure part 25.
  • FIG. 2A illustrates an enclosing portion 25 formed on the first surface 24a.
  • the surrounding portion 25 functions as a wall that prevents the resin material forming the holder member 30 from flowing into the convex surface of the lens portion 22 when the holder member 30 is molded.
  • the thickness a of the surrounding portion 25 (wall) may be set to, for example, 0.5 mm or more and 2.0 mm or less.
  • FIG. 2C shows an example of the enclosing portion 25 formed on the second surface 24b.
  • the surrounding portion 25 functions as a wall that prevents the resin from flowing to the opposite side of the convex surface of the lens portion 22 of the lens member 20 during molding.
  • the thickness c of the surrounding portion 25 (wall) may be set to, for example, 0.5 mm or more and 2.0 mm or less, similarly to the thickness a.
  • FIG. 2B illustrates an enclosing portion 25 formed on the first surface and an enclosing portion 25 formed on the second surface 24b.
  • the height b of the enclosure portion 25 (wall) may be set to, for example, 0.5 mm or more and 2.0 mm or less.
  • the base 24 of the lens member 20 has a square prism shape, and a first fitting portion 26, which is a convex portion projecting outward, is provided at the center of each side surface.
  • the enclosing part 25 formed on the first surface 24a is formed to have a larger overall length than the enclosing part 25 formed on the second surface 24b.
  • the material constituting the lens member 20 is not limited as long as it can transmit the light from the light source 42, but it is preferable to use a transparent resin with a thickness of 3 mm and a transmittance of 85% or more, such as a transparent material such as polycarbonate or acrylic resin. It is preferable to use
  • FIG. 3A is a front view of the optical unit 10.
  • FIG. 3B is a side view of the optical unit 10.
  • FIG. 3C is a sectional view taken along the line A-A' of the optical unit 10 in FIG. 3A.
  • the enclosing portion 25 of the lens member 20 illustrated in FIGS. 3A to 3C has crushed traces.
  • the holder member 30 is integrated with the lens member 20 so as to surround the side surface of the square prism-shaped base 24 of the lens member 20.
  • the holder member 30 extends on the opposite side of the convex surface of the lens portion 22 of the lens member 20 and defines a space on the opposite side of the convex surface of the lens portion 22.
  • a reflector and a light source can be accommodated in this space.
  • a board 44 on which a light source 42 mounted on a housing member 46 is mounted is housed in the space.
  • the thickness e' of the portion of the holder member 30 surrounding the side surface of the square prism-shaped base 24 of the lens member 20 may be set to, for example, 1.5 mm or more and 2.0 mm or less.
  • the length e of the first fitting portion 26 of the lens member 20 extending outward may be set to, for example, 20/100 or more of the thickness e'.
  • the thickness f' of the base portion 24 of the lens member 20 may be set to, for example, 2.0 mm or more and 3.0 mm or less.
  • the thickness f of the first fitting portion 26 of the lens member 20 may be set to, for example, 10/100 or more of the thickness f'.
  • the material constituting the holder member 30 is not limited as long as it blocks light from the light source 42, but opaque materials such as polycarbonate, acrylonitrile styrene acrylate (ASA) resin, polypropylene, and polybutylene terephthalate can be used, for example. It is preferable to use polypropylene from the viewpoint of light weight and low manufacturing cost.
  • opaque materials such as polycarbonate, acrylonitrile styrene acrylate (ASA) resin, polypropylene, and polybutylene terephthalate can be used, for example. It is preferable to use polypropylene from the viewpoint of light weight and low manufacturing cost.
  • FIG. 4A is a diagram illustrating a first state in which the lens member 20 is mounted on a mold for manufacturing the optical unit 10.
  • FIG. 4B is a diagram illustrating a second state in which the mold is closed with the lens member 20 placed thereon.
  • FIG. 4C is a diagram illustrating a third state in which the resin material constituting the holder member 30 is introduced into the mold.
  • FIG. 4D is a diagram illustrating a fourth state in which the molded optical unit 10 is taken out from the mold.
  • the lens member 20 is placed on the cavity mold 52 of the mold such that the convex surface of the lens portion 22 faces as in the first state shown in FIG. 4A.
  • the enclosing portion 25 formed on the first surface 24 a of the base 24 of the lens member 20 is placed on the cavity mold 52 .
  • the mold is closed and the core mold 54 of the mold is brought into contact with the surrounding portion 25 formed on the second surface 24b of the base 24 of the lens member 20.
  • the enclosure 25 formed on the first surface 24a of the base 24 is placed on the cavity mold 52, and the core mold 54 is brought into contact with the enclosure 25 formed on the second surface 24b of the base 24 to clamp the mold.
  • the surrounding portion 25 is crushed and the base portion 24 is brought into close contact with the mold.
  • the resin material constituting the holder member 30 is introduced into the mold to integrate the holder member 30 with the lens member 20.
  • the resin material constituting the holder member 30 is introduced so as to cover the first fitting part 26 to form the second fitting part 32, and the lens member 20 and the holder member 30 are integrated.
  • the mold is opened as shown in the fourth state of FIG. 4D, and the optical unit 10 is taken out.
  • the base 24 of the lens member 20 has the first fitting part 26 on the outer side of the edge of the lens part 22, and the holder member 30 fits with the first fitting part 26.
  • the lens member 20 and the holder member 30 are integrated by having a second fitting part 32 and fitting so that the second fitting part 32 covers the first fitting part 26 .
  • the lens member 20 and the holder member 30 can be physically fitted in addition to being joined by two-color molding, and the lens member 20 and the holder member 30 can be joined together independently of the type of resin material. can be strengthened.
  • the first fitting portion 26 is a convex portion projecting outward from the edge
  • the second fitting portion 32 is a concave portion corresponding to the convex portion. This makes it easier to ensure the strength of the lens member 20 compared to the case where the lens member 20 is provided with a recessed portion.
  • the base 24 is a flange, and an enclosing part 25 in which crushed traces remain is formed on the first surface 24a and second surface 25b of the flange so as to surround the lens part 22. has been done.
  • the lens member 20 has been described as a pre-molded component, but the lens member 20 is also made of resin, and there is a risk that the lens member 20 will shrink beyond the dimensions of the mold after molding.
  • the surrounding portion 25 even if the dimensions of the lens member 20 change when molding the holder member 30, no gap is created between the lens member 20 and the mold, and it is possible to suppress the resin material from going around.
  • the lens member 20 since the lens member 20 includes the first fitting part 26 and the holder member 30 includes the second fitting part 32, the lens member 20 and the holder member 30 are made of resin that is difficult to bond. They can be physically fitted even if they are connected. In particular, even if polypropylene, which is lightweight but difficult to adhere to other materials, is used as the material for molding the holder member 30, it can be physically fitted to the lens member 20, thereby reducing the weight of the optical unit 10. be able to.
  • the second fitting part 32 covers the first fitting part 26, but the first fitting part may cover the second fitting part.
  • the first fitting portion 26 is a convex portion projecting outward from the edge of the lens member 20, and the second fitting portion 32 is a concave portion corresponding to the first fitting portion 26, each The shape of the fitting portion is not limited to this.
  • the base portion 24 is a flange portion provided at the edge of the lens portion 22, the shape of the base portion 24 is not limited to this.
  • the surrounding portion 25 may be formed on at least one of the first surface 24a and the second surface 24b. If it is, the flow of the resin material can be suppressed.

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Abstract

レンズ部（２２）およびレンズ部（２２）の縁に位置する基部（２４）を備えるレンズ部材（２０）と、レンズ部材（２０）を保持するホルダ部材（３０）と、が２色成形によって一体成形された光学ユニット（１０）であって、レンズ部材（２０）の基部（２４）は外側の部分に第一嵌合部（２６）を有し、ホルダ部材（３０）は第一嵌合部（２６）と嵌合する第二嵌合部（３２）を有し、第一嵌合部（２６）および第二嵌合部（３２）のうちの一方が他方を覆うように嵌合することで、レンズ部材（２０）とホルダ部材（３０）とが一体とされている、光学ユニット（１０）。

Description

光学ユニットおよび車両用灯具
　本開示は、光学ユニットおよび車両用灯具に関する。
　特許文献１は、２色成形によって一体成形される投影レンズとこれを保持するホルダを備える車両用灯具を開示する。特許文献２は、レンズホルダに向かう光の少なくとも一部を遮る保護部材が他の構成部品と一体成形されている、灯具ユニットを開示する。
日本国特開２０１３‐１３１４０９号公報 日本国特開２０１９‐１９４９４７号公報
　光学ユニットにおけるレンズとレンズホルダは、レーザ溶着で接合される場合がある。レンズとレンズホルダがレーザ溶着で接合される場合、レンズとレンズホルダの樹脂材料が限定され、溶着のための設備も必要になる。レーザ溶着以外の方法では、２色成形によりレンズとレンズホルダを一体成形する方法が挙げられるが、接合が不十分となる虞がある。特に接合し難い樹脂を組み合わせる場合には接合が不十分となる可能性が高い。
　本開示は、樹脂材料の種類に依存せずにレンズ部材とホルダ部材の接合を強固にできる光学ユニットおよび当該光学ユニットを備える車両用灯具を提供することを目的とする。
　本開示の一側面に係る光学ユニットは、
　レンズ部および前記レンズ部の縁に位置する基部を備えるレンズ部材と、前記レンズ部材を保持するホルダ部材と、が２色成形によって一体成形された光学ユニットであって、
　前記レンズ部材の前記基部は、前記縁の外側の部分に第一嵌合部を有し、
　前記ホルダ部材は前記第一嵌合部と嵌合する第二嵌合部を有し、
　前記第一嵌合部および前記第二嵌合部のうちの一方が他方を覆うように嵌合することで、前記レンズ部材と前記ホルダ部材とが一体とされている。
　上記光学ユニットにおいて、レンズ部材の基部が、レンズ部の縁の外側の部分に第一嵌合部を有し、ホルダ部材が第一嵌合部と嵌合する第二嵌合部を有し、第一嵌合部および第二嵌合部のうちの一方が他方を覆うように嵌合することで、レンズ部材とホルダ部材とが一体とされている。当該構成により、レンズ部材とホルダ部材とを２色成形による接合に加えて物理的にも嵌合させることができ、樹脂材料の種類に依存せずにレンズ部材とホルダ部材の接合を強固にできる。
　本開示の一側面に係る車両用灯具は、上記光学ユニットを備える。
　本開示によれば、樹脂材料の種類に依存せずにレンズ部材とホルダ部材の接合を強固にできる光学ユニットおよび当該光学ユニットを備える車両用灯具を提供できる。
図１は、本開示の実施形態（以下、本実施形態ともいう。）に係る車両用灯具を例示する部分断面図である。 図２Ａは、本実施形態に係るレンズ部材の正面図である。 図２Ｂは、本実施形態に係るレンズ部材の側面図である。 図２Ｃは、本実施形態に係るレンズ部材の背面図である。 図３Ａは、本実施形態に係る光学ユニットの正面図である。 図３Ｂは、本実施形態に係る光学ユニットの側面図である。 図３Ｃは、図３Ａにおける光学ユニットのＡ－Ａ’断面図である。 図４Ａは、本実施形態に係る光学ユニットの製造工程を例示する図である。 図４Ｂは、本実施形態に係る光学ユニットの製造工程を例示する図である。 図４Ｃは、本実施形態に係る光学ユニットの製造工程を例示する図である。 図４Ｄは、本実施形態に係る光学ユニットの製造工程を例示する図である。
　以下、図面を参照しつつ本開示の実施形態について詳細に説明する。尚、本図面に示された各部材の寸法は、説明の便宜上、実際の各部材の寸法とは異なる場合がある。
　まず、図１を参照して、本実施形態に係る車両用灯具１を説明する。図１は、後述する光学ユニット１０を備える車両用灯具１を例示する部分断面図である。車両用灯具１は、光学ユニット１０と、光源４２と、基板４４と、ベース部材４６と、を備える。
　光源４２は、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）、ＬＤ（レーザダイオード）、有機または無機ＥＬ（エレクトロルミネセンス）等の半導体光源であり、基板４４上に実装されている。基板４４には、光源４２に電力を供給するための回路パターンが形成されている。光源４２が実装された基板４４は、光源４２の発光面（光出射面）が車両用灯具１の前方側を向くように、ベース部材４６に取り付けられる。
　ベース部材４６は例えばアルミニウム等の比較的高い耐熱性を有する材料により構成される。ベース部材４６は、光源４２が実装された基板４４を搭載した面の反対側の面に放熱用のフィンを備えている。
　光学ユニット１０は、レンズ部材２０とホルダ部材３０とが２色成形によって一体成形されたものである。レンズ部材２０はレンズ部２２およびレンズ部２２の縁に位置する基部２４を備える。レンズ部２２は凸レンズを構成し、凸面が車両用灯具１の前方側を向くように配置される。車両用灯具１の光源４２は、レンズ部２２の光軸Ｘが当該光源４２の発光面（例えばその中央）を通るように、配置されている。光学ユニット１０は、ベース部材４６に搭載された光源４２が実装された基板４４をホルダ部材３０が覆うように、ベース部材４６に取り付けられている。
　レンズ部材２０の基部２４は、レンズ部２２の縁の外側の部分に第一嵌合部２６を有する。ホルダ部材３０は第一嵌合部２６と嵌合する第二嵌合部３２を有する。本実施形態において、第二嵌合部３２が第一嵌合部２６を覆うように嵌合することで、レンズ部材２０とホルダ部材３０とが一体とされている。
　第一嵌合部２６はレンズ部２２の縁の外側に張り出した凸部である。ここで、縁の外側とはレンズ部２２の光軸Ｘの径方向における外側を指す。第二嵌合部３２は凸部である第一嵌合部２６に対応する凹部である。レンズ部材２０の基部２４はレンズ部２２の縁に設けられたフランジ部である。
　フランジ部である基部２４のレンズ部２２に向く第一面２４ａおよび第一面２４ａと反対側を向く第二面２４ｂには、レンズ部２２を囲う囲い部２５が形成されている。囲い部２５には、レンズ部２２を囲うように、押し潰された痕跡が残っている。
　続いて、図２Ａから図２Ｃを参照して、レンズ部材２０を説明する。図２Ａは、レンズ部材２０の正面図である。図２Ｂはレンズ部材２０の側面図である。図２Ｃはレンズ部材２０の背面図である。図２Ａから図２Ｃに例示されるレンズ部材２０はホルダ部材３０と一体化される前の状態のものであり、図１を基に説明した上記構成を備えている。ただし、囲い部２５には押し潰された痕跡がまだできていない。
　図２Ａには第一面２４ａに形成された囲い部２５が例示されている。当該囲い部２５はホルダ部材３０の成形時にホルダ部材３０を構成する樹脂材料がレンズ部２２の凸面に流れ込むことを抑制する壁として機能する。囲い部２５（壁）の厚みａは例えば０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下に設定してもよい。
　図２Ｃには第二面２４ｂに形成された囲い部２５が例示されている。当該囲い部２５は成形時に樹脂がレンズ部材２０のレンズ部２２の凸面の反対側に流れ込むことを抑制する壁として機能する。囲い部２５（壁）の厚みｃは、厚みａと同様に例えば０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下に設定してもよい。
　図２Ｂには第一面に形成された囲い部２５および第二面２４ｂに形成された囲い部２５が例示されている。囲い部２５（壁）の高さｂは、例えば０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下に設定してもよい。
　図２Ａから図２Ｃに示される例では、レンズ部材２０の基部２４は四角柱形状であり、各側面の中央部分に外側に張り出した凸部である第一嵌合部２６が設けられている。また、図２Ａから図２Ｃに示される例では、第一面２４ａに形成された囲い部２５は、第二面２４ｂに形成された囲い部２５よりも全体の長さが大きく形成されている。
　レンズ部材２０を構成する材料は光源４２からの光を透過できるものであれば限定されないが、３ｍｍ厚の透過率が８５％以上の透明樹脂を用いることが好ましく、ポリカーボネート、アクリル樹脂等の透明材料を用いることが好ましい。
　続いて、図３Ａから図３Ｃを参照して、レンズ部材２０とホルダ部材３０とが一体化された光学ユニット１０を説明する。図３Ａは、光学ユニット１０の正面図である。図３Ｂは、光学ユニット１０の側面図である。図３Ｃは、図３Ａにおける光学ユニット１０のＡ－Ａ’断面図である。図３Ａから図３Ｃに例示されるレンズ部材２０の囲い部２５には押し潰された痕跡ができている。
　ホルダ部材３０は、レンズ部材２０の四角柱形状の基部２４の側面を囲うようにレンズ部材２０と一体化されている。ホルダ部材３０は、レンズ部材２０のレンズ部２２の凸面の反対側に延びており、レンズ部２２の凸面の反対側に空間を規定している。当該空間にはリフレクタや光源を収容することが可能である。図１に示す例ではハウジング部材４６に搭載された光源４２が実装された基板４４が、当該空間に収容されている。
　図３Ｃに例示するように、ホルダ部材３０におけるレンズ部材２０の四角柱形状の基部２４の側面を囲う部分の厚みｅ’は、例えば１．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下に設定してもよい。レンズ部材２０の第一嵌合部２６の外側への張り出した長さｅは、厚みｅ’に対して例えば２０／１００以上の長さに設定してもよい。
　なお、レンズ部材２０の基部２４の厚みｆ’は、例えば２．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下に設定してもよい。レンズ部材２０の第一嵌合部２６の厚みｆは、厚みｆ’に対して例えば１０／１００以上の厚みに設定してもよい。
　ホルダ部材３０を構成する材料は光源４２からの光を遮るものであれば限定されないが、例えばポリカーボネート、アクリロニトリル・スチレン・アクリレート（ＡＳＡ）樹脂、ポリプロピレン、ポリブチレンテレフタレート等の不透明材料を用いることができ、ポリプロピレンを用いることが軽量で製造コストも低い観点から好ましい。
　続いて、図４Ａから図４Ｄを参照して、光学ユニット１０の製造方法を説明する。図４Ａは光学ユニット１０を製造するための金型にレンズ部材２０を載せた第一状態を例示する図である。図４Ｂはレンズ部材２０を載せた状態で金型を閉じた第二状態を例示する図である。図４Ｃはホルダ部材３０を構成する樹脂材料を金型に導入した第三状態を例示する図である。図４Ｄは成形された光学ユニット１０を金型から取り出した第四状態を例示する図である。
　本実施形態では、図４Ａの第一状態のように金型のキャビティ型５２にレンズ部２２の凸面が向くようにレンズ部材２０を載せる。この際、レンズ部材２０の基部２４の第一面２４ａに形成された囲い部２５がキャビティ型５２に載せられる。
　続いて図４Ｂの第二状態のように金型を閉じて金型のコア型５４をレンズ部材２０の基部２４の第二面２４ｂに形成された囲い部２５に接触させる。キャビティ型５２に基部２４の第一面２４ａに形成された囲い部２５を載せて、基部２４の第二面２４ｂに形成された囲い部２５にコア型５４を接触させて金型を型締めすることで、囲い部２５が押し潰されて基部２４が金型と密着する。
　続いて図４Ｃの第三状態のようにホルダ部材３０を構成する樹脂材料を金型に導入して、レンズ部材２０にホルダ部材３０を一体化させる。この際、押し潰された囲い部２５により基部２４と金型との間には隙間がなく、レンズ部２２の凸面およびその反対側に樹脂材料が流れ込むことを抑制できる。そして、第一嵌合部２６を覆うようにホルダ部材３０を構成する樹脂材料が導入されて第二嵌合部３２が形成され、レンズ部材２０とホルダ部材３０が一体化される。最後に図４Ｄの第四状態のように金型を型開きして、光学ユニット１０が取り出される。
（作用・効果）
　上記実施形態における光学ユニット１０において、レンズ部材２０の基部２４がレンズ部２２の縁の外側の部分に第一嵌合部２６を有し、ホルダ部材３０が第一嵌合部２６と嵌合する第二嵌合部３２を有し、第二嵌合部３２が第一嵌合部２６を覆うように嵌合することで、レンズ部材２０とホルダ部材３０とが一体とされている。当該構成により、レンズ部材２０とホルダ部材３０とを２色成形による接合に加えて物理的にも嵌合させることができ、樹脂材料の種類に依存せずにレンズ部材２０とホルダ部材３０の接合を強固にできる。
　また上記実施形態は、第一嵌合部２６を縁の外側に張り出した凸部とし、第二嵌合部３２を当該凸部に対応する凹部としている。これにより、レンズ部材２０に凹部を設ける場合と比較してレンズ部材２０の強度を確保しやすくなる。
　また上記実施形態では、基部２４がフランジ部であり、フランジ部の第一面２４ａおよび第二面２５ｂに、レンズ部２２を囲うように、押し潰された痕跡が残っている囲い部２５が形成されている。２色成形時に金型が囲い部２５を押し潰して隙間をなくすことによって、レンズ部材２０のレンズ部２２の凸面およびその反対側にホルダ部材３０の樹脂材料が回り込むことを抑制できている。これにより、樹脂材料の回り込みによる外観不良を抑制した光学ユニット１０を提供できる。また、上記実施形態ではレンズ部材２０を事前に成形された部品として説明したが、レンズ部材２０も樹脂から構成されており、成形後に金型の寸法よりも収縮するおそれがある。しかし囲い部２５を設けていることでホルダ部材３０を成形する際にレンズ部材２０の寸法の変化があっても金型との隙間が生じず、樹脂材料の回り込みを抑制できる。
　また上記実施形態ではレンズ部材２０が第一嵌合部２６を、ホルダ部材３０が第二嵌合部３２をそれぞれ備えていることにより、レンズ部材２０およびホルダ部材３０が接合し難い樹脂で構成されていても物理的に嵌合させることができる。特に、軽量ではあるが他の材料と接着し難いポリプロピレンをホルダ部材３０の成形用の材料に用いても、レンズ部材２０に物理的に嵌合させることができ、光学ユニット１０の軽量化を図ることができる。
　以上、本開示の実施形態について説明をしたが、本開示の技術的範囲が本実施形態の説明によって限定的に解釈されるべきではないのは言うまでもない。本実施形態は単なる一例であって、請求の範囲に記載された開示の範囲内において、様々な実施形態の変更が可能であることが当業者によって理解されるところである。本開示の技術的範囲は請求の範囲に記載された開示の範囲及びその均等の範囲に基づいて定められるべきである。
　上記実施形態において第二嵌合部３２が第一嵌合部２６を覆う態様を説明したが、第一嵌合部が第二嵌合部を覆う態様としてもよい。また、第一嵌合部２６がレンズ部材２０の縁の外側に張り出した凸部であり、第二嵌合部３２が第一嵌合部２６に対応する凹部である態様を説明したが、それぞれの嵌合部の形状はこれに限定されない。また、基部２４がレンズ部２２の縁に設けられたフランジ部である態様を説明したが、基部２４の形状はこれに限定されない。また、囲い部２５が基部２４の第一面２４ａおよび第二面２４ｂの両方に形成されている態様を説明したが、囲い部２５は第一面２４ａおよび第二面２４ｂの少なくとも一方に形成されていれば、樹脂材料の流れ込みを抑制できる。
　本出願は、２０２２年３月７日出願の日本国特許出願（特願２０２２－０３４３５２号）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。

Claims (5)

  1. 　レンズ部および前記レンズ部の縁に位置する基部を備えるレンズ部材と、前記レンズ部材を保持するホルダ部材と、が２色成形によって一体成形された光学ユニットであって、
    　前記レンズ部材の前記基部は、前記縁の外側の部分に第一嵌合部を有し、
    　前記ホルダ部材は前記第一嵌合部と嵌合する第二嵌合部を有し、
    　前記第一嵌合部および前記第二嵌合部のうちの一方が他方を覆うように嵌合することで、前記レンズ部材と前記ホルダ部材とが一体とされている、光学ユニット。
  2. 　前記第一嵌合部が前記縁の外側に張り出した凸部であり、前記第二嵌合部が前記凸部に対応する凹部である、請求項１に記載の光学ユニット。
  3. 　前記基部が前記レンズ部の前記縁に設けられたフランジ部であり、
    　前記フランジ部の前記レンズ部に向く第一面、前記第一面と反対側を向く第二面、またはその両方に、前記レンズ部を囲う囲い部が形成され、
    　前記囲い部には、前記レンズ部を囲うように、押し潰された痕跡が残っている、
    請求項１または請求項２に記載の光学ユニット。
  4. 　前記レンズ部材がポリカーボネートまたはアクリル樹脂から構成され、
    　前記ホルダ部材がポリプロピレンから構成されている、
    請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光学ユニット。
  5. 　請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光学ユニットを備える、車両用灯具。
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JP2013131409A (ja) * 2011-12-21 2013-07-04 Stanley Electric Co Ltd 車両用灯具
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