特許 7318179 レンズユニット及び車両用灯具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-07-24

(45)【発行日】2023-08-01

(54)【発明の名称】レンズユニット及び車両用灯具

(51)【国際特許分類】

   F21S 41/25 20180101AFI20230725BHJP

   F21S 43/20 20180101ALI20230725BHJP

   F21S 43/14 20180101ALI20230725BHJP

   F21S 41/141 20180101ALI20230725BHJP

   F21S 41/50 20180101ALI20230725BHJP

   F21S 43/50 20180101ALI20230725BHJP

   F21W 102/00 20180101ALN20230725BHJP

   F21W 103/20 20180101ALN20230725BHJP

   F21W 103/35 20180101ALN20230725BHJP

   F21Y 101/00 20160101ALN20230725BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20230725BHJP

【ＦＩ】

F21S41/25

F21S43/20

F21S43/14

F21S41/141

F21S41/50

F21S43/50

F21W102:00

F21W103:20

F21W103:35

F21Y101:00 100

F21Y101:00 300

F21Y115:10

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2018126790

(22)【出願日】2018-07-03

(65)【公開番号】P2020009543

(43)【公開日】2020-01-16

【審査請求日】2021-05-18

(73)【特許権者】

【識別番号】000000136

【氏名又は名称】市光工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100144048

【弁理士】

【氏名又は名称】坂本 智弘

(74)【代理人】

【氏名又は名称】矢田 歩

(74)【代理人】

【識別番号】100214226

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 博文

(72)【発明者】

【氏名】杉江 良裕

【審査官】河村 勝也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－２５２８３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５７－０６７２０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－１９０００２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９－１５２４０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１５７４９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２５５６２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５８－１７８２０２（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２１Ｓ ４１／００

Ｆ２１Ｓ ４３／００

Ｆ２１Ｗ １０２／００

Ｆ２１Ｗ １０３／２０

Ｆ２１Ｗ １０３／３５

Ｆ２１Ｙ １０１／００

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

樹脂材料で形成された第１レンズと、樹脂材料で形成された第２レンズと、樹脂材料で形成された第３レンズとを備えるレンズユニットであって、
前記第１レンズは、入射した光を配光する第１配光部と、前記第１配光部よりも外側の第１フランジ部とを有し、
前記第２レンズは、入射した光を配光して前記第１配光部に向けて出射する第２配光部と、前記第２配光部よりも外側の第２フランジ部とを有し、
前記第３レンズは、入射した光を配光して前記第２配光部に向けて出射する第３配光部と、前記第３配光部よりも外側の第３フランジ部とを有し、
前記第２フランジ部は、前記第１フランジ部における前記第２レンズ側である内側面に溶着され、
前記第３フランジ部は、前記第１フランジ部の前記内側面に溶着され、
前記第１フランジ部は、不透明材料で形成されている、
ことを特徴とするレンズユニット。

【請求項2】

前記第１フランジ部の前記内側面は、内周フランジ面と、前記内周フランジ面から前記第３レンズ側に突出した外周フランジ面とを有し、
前記第２フランジ部は、前記第１フランジ部の前記内側面の前記内周フランジ面に溶着され、
前記第３フランジ部は、前記第１フランジ部の前記内側面の前記外周フランジ面に溶着される、
ことを特徴とする請求項１に記載のレンズユニット。

【請求項3】

前記第１配光部及び前記第１フランジ部は、透明性材料及び不透明性材料を用いた多色成形により一体成形されており、
前記第１配光部には、透明性材料が用いられ、
前記第１フランジ部には、不透明材料が用いられている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズユニット。

【請求項4】

車両用灯具であって、
光源と、
請求項１から３までのいずれか１つに記載のレンズユニットと、
前記レンズユニットを保持するハウジングと、を備える、
ことを特徴とする車両用灯具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レンズユニット及び車両用灯具に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両用灯具において、ハウジングの前面を覆うように樹脂製のレンズ（又は透明カバー）を設けたものが知られている（特許文献１参照）。

【0003】

この特許文献１に記載の車両用灯具では、透明カバーは無色透明な部分と赤色透明な異色部分とで形成されている。具体的には、濃い色の透明部分が、淡い色の異色透明部分よりも前方（反ハウジング側）に位置するように、レーザ照射を用いた溶着により、欠き矧ぎ状に接合されている。

【0004】

また、樹脂製のレンズは、光を配光するための配光部が厚肉になってきており、成形後の冷却時間が長くなっている。このため、複数のレンズを、上述のように上下又は左右に配置したり、重ね合わせるように配置したりすることで、光の配光を実現することが行われている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００７－１０９４２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、複数のレンズを接合する場合、例えば、特許文献１に記載の車両用灯具では、異色部分も透明であるため、溶着により接合領域に形成される溶着痕が、前方から視認でき、見栄えがよいとはいえない。

【0007】

そこで、本発明は、以上の課題に鑑みてなされたものであり、複数のレンズ同士の溶着痕が一方側から視認されないレンズユニット及び車両用灯具を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

（１）本発明に係る１つの態様は、樹脂材料で形成された第１レンズと、樹脂材料で形成された第２レンズとを備えるレンズユニットであって、前記第１レンズは、入射した光を配光する第１配光部と、前記第１配光部よりも外側の第１フランジ部とを有し、前記第２レンズは、入射した光を配光する第２配光部と、前記第２配光部よりも外側の第２フランジ部とを有し、前記第２フランジ部は、前記第１フランジ部における前記第２レンズ側である内側面に溶着され、前記第１フランジ部及び前記第２フランジ部の少なくとも一方は、不透明材料で形成されているものである。
（２）上記（１）の態様において、前記レンズユニットは、樹脂材料で形成された第３レンズを、更に備え、前記第３レンズは、入射した光を配光する第３配光部と、前記第３配光部よりも外側の第３フランジ部とを有し、前記第３フランジ部は、前記第１フランジ部の前記内側面に溶着されてもよい。
（３）上記（１）又は（２）の態様において、前記第１フランジ部の前記内側面は、内周フランジ面と、前記内周フランジ面から前記第２レンズ側に突出した外周フランジ面とを有してもよい。
（４）上記（１）から（３）までのいずれか１つの態様において、前記第１配光部及び前記第１フランジ部は、透明性材料及び不透明性材料を用いた多色成形により一体成形されており、前記第１配光部には、透明性材料が用いられ、前記第１フランジ部には、不透明材料が用いられてもよい。
（５）本発明に係る別の１つの態様は、車両用灯具であって、光源と、上記（１）から（４）までのいずれか１つの記載のレンズユニットと、前記レンズユニットを保持するハウジングと、を備えるものである。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、複数のレンズ同士の溶着痕が一方側から視認されないレンズユニット及び車両用灯具を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明に係る実施形態のレンズユニットを示す概略断面図である。

【図2】本発明に係る実施形態のレンズユニットを示す概略分解図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本明細書の実施形態においては、全体を通じて、同一の部材には同一の符号を付している。また、「前」は車両が前進する方向側を示し、「後」は車両が後進する方向側を示すものとする。

【0012】

まず、車両用灯具について説明する。図１は、本発明に係る実施形態のレンズユニット１００を示す概略断面図である。図２は、本発明に係る実施形態のレンズユニット１００を示す概略分解図である。なお、図１及び図２において、斜線部は、不透明な部分を示す。

【0013】

車両用灯具は、図示されない車両の前方の左右のそれぞれに設けられる、例えば前照灯であり、レンズユニット１００と、光源と、を少なくとも備えている。レンズユニット１００は、図示されない箱状のハウジングに保持されている。

【0014】

光源は、例えば、給電用の電気配線などが形成された基板上に発光チップが設けられた発光ダイオード（ＬＥＤ）が用いられており、ハウジングの内部又は外部に設置されている。なお、車両用灯具は、前照灯に限らず、ターンランプ、ブレーキランプ（ストップランプ）などの信号灯であってもよく、光源も、ＨＩＤバルブ、ハロゲンバルブ、白熱バルブなどであってもよい。

【0015】

レンズユニット１００は、第１レンズ１０と、第２レンズ２０と、を少なくとも備えており、実施形態では、第３レンズ３０を更に備えている。

【0016】

第１レンズ１０は、入射した光を配光する第１配光部１１と、第１配光部１１よりも外側の第１フランジ部１２とを有している一体成形品である。具体的には、これらの第１配光部１１及び第１フランジ部１２は、多色成形により一体成形されている。

【0017】

第１配光部１１は、入射面１１ａに入射した光を所定の配光パターンで出射面１１ｂから外部前方に向けて出射するもので、正面視略円形状であり、入射面１１ａ及び出射面１１ｂの両面が凸レンズ状に形成されているが、一方が凸レンズ状で、他方が平面状であってもよく、一方が凸レンズ状で、他方が凹レンズ状でもよく、凸レンズ状、凹レンズ状及び平面状を適宜組み合わせることができる。なお、第１配光部１１の厚みは、成形性や冷却時間を考慮すると、１０ｍｍ以下であることが好ましい。

【0018】

第１配光部１１は、例えば、ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）などのアクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート樹脂（ＰＣＴ）などの透明な（光透過性の）樹脂材料を用いて無色又は有色に形成されている。

【0019】

第１フランジ部１２は、第１配光部１１の外縁から円板状に広がっており、後方の光源側となる内側面１３に、内周フランジ面１３ａが形成されている。この内周フランジ面１３ａには、後述する第２レンズ２０の第２フランジ部２２が、レーザなどで加熱されて溶着される。

【0020】

さらに、第１フランジ部１２は、内側面１３のおける内周フランジ面１３ａよりも外側に外周フランジ面１３ｃが突出して形成されている。この外周フランジ面１３ｃには、後述する第３レンズ３０の第３フランジ部３２が、レーザなどで加熱されて溶着される。

【0021】

この第１フランジ部１２は、例えば、ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）などのアクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート樹脂（ＰＣＴ）などの不透明な（光非透過性の）樹脂材料を用いて形成されている。

【0022】

つぎに、第２レンズ２０は、入射した光を配光する第２配光部２１と、第２配光部２１よりも外側の第２フランジ部２２とを有している一体成形品である。具体的には、これらの第２配光部２１及び第２フランジ部２２は、単色成形により一体成形されている。

【0023】

第２配光部２１は、入射面２１ａに入射した光を所定の配光パターンで出射面２１ｂから第１レンズ１０の入射面１１ａに向けて出射するもので、正面視略円形状であり、入射面２１ａ及び出射面２１ｂの両面が凸レンズ状に形成されているが、第１レンズ１０と同様に、凸レンズ状、凹レンズ状及び平面状を適宜組み合わせることができる。なお、第２配光部２１の厚みも、成形性や冷却時間を考慮すると、１０ｍｍ以下であることが好ましい。

【0024】

第２フランジ部２２は、第２配光部２１の外縁から円板状に広がっており、外側面２２ｂが、第１フランジ部１２の内周フランジ面１３ａにレーザなどで加熱されて溶着されている。

【0025】

これらの第２配光部２１及び第２フランジ部２２は、例えば、ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）などのアクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート樹脂（ＰＣＴ）などの透明な（光透過性の）樹脂材料で無色又は有色に形成されている。

【0026】

最後に、第３レンズ３０は、入射した光を配光する第３配光部３１と、第３配光部３１よりも外側の第３フランジ部３２とを有している一体成形品である。具体的には、これらの第３配光部３１及び第３フランジ部３２は、単色成形により一体成形されている。第３レンズ３０は、第１レンズ１０及び第２レンズ２０と同様に、例えば、ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）などのアクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート樹脂（ＰＣＴ）などの透明な樹脂材料で形成されている。

【0027】

第３配光部３１は、光源から入射面３１ａに入射した光を所定の配光パターンで出射面３１ｂから第２レンズ２０の入射面２１ａに向けて出射するもので、正面視略円形状であり、入射面３１ａ及び出射面３１ｂの両面が凸レンズ状に形成されているが、第１レンズ１０と同様に、凸レンズ状、凹レンズ状及び平面状を適宜組み合わせることができる。なお、第３配光部３１の厚みも、成形性や冷却時間を考慮すると、１０ｍｍ以下であることが好ましい。

【0028】

第３フランジ部３２は、第３配光部３１の外縁から円板状に広がっており、外側面３２ｂが、第１フランジ部１２の外周フランジ面１３ｃにレーザなどで加熱されて溶着されている。

【0029】

これらの第３配光部３１及び第３フランジ部３２は、例えば、ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）などのアクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート樹脂（ＰＣＴ）などの透明な（光透過性の）樹脂材料で無色又は有色に形成されている。

【0030】

ここで、第１レンズ１０、第２レンズ２０及び第３レンズ３０を用いてレンズユニット１００を製造する場合、まず、第１レンズ１０の第１フランジ部１２の内周フランジ面１３ａに、第２レンズ２０の第２フランジ部２２の外側面２２ｂをレーザ照射により溶着して、第１レンズ１０及び第２レンズ２０を接合し、ついで、第１レンズ１０の第１フランジ部１２の外周フランジ面１３ｃに、第３レンズ３０の第３フランジ部３２の外側面３２ｂをレーザ照射により溶着して、第１レンズ１０及び第３レンズ３０を接合するとよい。

【0031】

上述したように、第１フランジ部１２は、不透明な材料を用いて形成されているため、外側面１２ｂを透過して、内周フランジ面１３ａ及び外周フランジ面１３ｃを有する内側面１３を視認することができない。そのため、第１レンズ１０の内側面１３に第２レンズ２０及び第３レンズ３０が溶着されたとしても、前方、すなわち外側面１２ｂ側からは、後方に存在する接合領域及び溶着痕を視認することができない。

【0032】

以上説明したとおり、本発明に係る実施形態のレンズユニット１００は、樹脂材料を用いて形成された第１レンズ１０と、樹脂材料を用いて形成された第２レンズ２０と、を備えるレンズユニット１００であって、第１レンズ１０は、入射した光を配光する第１配光部１１と、第１配光部１１よりも外側の第１フランジ部１２とを有し、第２レンズ２０は、入射した光を配光する第２配光部２１と、第２配光部２１よりも外側の第２フランジ部２２とを有し、第２フランジ部２２は、第１フランジ部１２における第２レンズ２０側である内側面１３の内周フランジ面１３ａに溶着され、第１フランジ部１２及び第２フランジ部２２の少なくとも一方は、不透明な材料で形成されているものである。これにより、第１フランジ部１２又は第２フランジ部２２が光非透過性の不透明な材料で形成された第１レンズ１０又は第２レンズ２０側からは、第１フランジ部１２と第２フランジ部２２との間の溶着領域に存在する溶着痕を視認することができない。

【0033】

また、あるレンズユニット１００における第１レンズ１０及び／又は第２レンズ２０を、別の配光パターンを有するものに置換することで、光源からの光の配光パターンを種々に増加させることができる。さらに、複数の第１レンズ１０及び第２レンズ２０を個別に成形することができるため、第１配光部１１及び第２配光部２１を１０ｍｍ以下の厚肉にすることができ、成形後の冷却時間が短くて済むようになる。そのため、第１レンズ１０及び第２レンズ２０の成形歩留まりを向上させることができる。ただし、第１配光部１１及び第２配光部２１を１０ｍｍより大きいものに、本実施形態のレンズユニット１００の接合方法を適用してもよい。

【0034】

実施形態のレンズユニット１００は、樹脂材料で形成された第３レンズ３０を、更に備え、第３レンズ３０は、入射した光を配光する第３配光部３１と、第３配光部３１よりも外側の第３フランジ部３２とを有し、第３フランジ部３２は、第１フランジ部１２の内側面１３（の外周フランジ面１３ｃ）に溶着されている。これにより、第１フランジ部１２が光非透過性の不透明な材料で形成された第１レンズ１０側からは、第１フランジ部１２と第３フランジ部３２との溶着領域に存在する溶着痕を視認することができない。また、第１レンズ１０、第２レンズ２０及び第３レンズ３０を適宜組み合わせることで、更に多くの配光パターンを形成することができる。

【0035】

実施形態の第１フランジ部１２の内側面１３は、内周フランジ面１３ａと、内周フランジ面１３ａから第２レンズ２０側に突出した外周フランジ面１３ｃとを有する。これにより、レーザ溶着時の第１フランジ部１２の歪みを抑制することができる。

【0036】

実施形態の第１配光部１１及び第１フランジ部１２は、透明性材料及び不透明性材料を用いた多色成形により一体成形されており、第１配光部１１には、透明性材料が用いられ、第１フランジ部１２には、不透明材料が用いられている。これにより、通常車両の前照灯の前方側となる、第１レンズ１０の前方から、レンズユニット１００を見ても、第１フランジ部１２と第２フランジ部２２との間の溶着領域に存在する溶着痕を視認することができない。

【0037】

実施形態の車両用灯具は、光源と、レンズユニット１００と、レンズユニット１００を保持するハウジングと、を備える。これにより、レンズユニット１００を車両用灯具の一部品として用いることができる。

【0038】

以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことはいうまでもない。また、上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。さらに、そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

【0039】

上記実施形態では、第２フランジ部２２及び第３フランジ部３２は、透明な材料を用いて形成されていたが、第２フランジ部２２及び第３フランジ部３２も、不透明な材料を用いて形成されていてもよい。すなわち、第２レンズ２０及び第３レンズ３０も、第１レンズ１０と同様に、多色成形により一体成形されてもよい。

【0040】

また、上記実施形態では、第１配光部１１及び第１フランジ部１２は、多色成形により一体成形された一体成形品であったが、第１配光部１１及び第１フランジ部１２は、別々の部品として成形され、溶着により一体成形されてもよい。

【0041】

さらに、第１配光部１１、第２配光部２１及び第３配光部３１のうちの少なくとも１つが、無色透明な領域と、赤色、橙色などの有色透明な領域となるように更に多色成形されてよい。

【0042】

上記実施形態では、外周フランジ面１３ｃは、内周フランジ面１３ａから第２レンズ２０側に突出していたが、外周フランジ面１３ｃは、内周フランジ面１３ａと同じ平面に位置していてもよい。

【0043】

上記実施形態では、第１レンズ１０、第２レンズ２０及び第３レンズ３０の３枚のレンズを備えていたが、第１レンズ１０及び第２レンズ２０の２枚のレンズを備えるものであってもよいし、４枚以上のレンズを備えるものであってもよい。つまり、最も前方の外側となる第１レンズ１０の第１フランジ部１２が光を透過しない不透明であれば、他のレンズを溶着した際の溶着痕を車両の前方側から視認することができないため、車両用灯具としての意匠性を向上させることができる。

【符号の説明】

【0044】

１０ 第１レンズ
１１ 第１配光部、１１ａ 入射面、１１ｂ 出射面
１２ 第１フランジ部、１２ｂ 外側面、１３ 内側面、１３ａ 内周フランジ面、１３ｃ 外周フランジ面
２０ 第２レンズ
２１ 第２配光部、２１ａ 入射面、２１ｂ 出射面
２２ 第２フランジ部、２２ｂ 外側面
３０ 第３レンズ
３１ 第３配光部、３１ａ 入射面、３１ｂ 出射面
３２ 第３フランジ部、３２ｂ 外側面
１００ レンズユニット

【図1】

【図2】