JP2011159529A - 反射器 - Google Patents

Abstract

【課題】反射光の明るさを高めることのできる反射器を提供する。
【解決手段】略平面状に配列された多数の反射エレメントを有する反射器である。反射エレメントは、正六角形をなす仮想的な六平面のうち、互いに隣接する三平面をそれぞれ第一基準面、第二基準面及び第三基準面とすると、第一基準面に沿う第一鏡面と、第二基準面に沿う第二鏡面と、第三基準面に沿う第三鏡面とを備えている。第一鏡面が第一基準面に対して外側に膨らむ曲面に形成されている場合は、第二鏡面は第二基準面に対して内側に膨らむ曲面に形成されるとともに、第三鏡面は第三基準面に対して内側に膨らむ曲面に形成されている。第一鏡面が第一基準面に対して内側に膨らむ曲面に形成されている場合は、第二鏡面は第二基準面に対して外側に膨らむ曲面に形成されるとともに、第三鏡面は第三基準面に対して外側に膨らむ曲面に形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、反射器に係り、例えば自動車の後部あるいは道路の路肩などに設けられる反射器に関する。

従来、反射器においては、多数の反射エレメントが略平面状に配列されている。反射エレメントは、立方体をなす六面のうち隣接する三面からなる鏡面で構成されていて、これらの鏡面が正面から見たときに正六角形の形状となるように配置されている（例えば特許文献１参照）。

特許第２８５３９９５号公報

ここで、従来の反射器においては反射エレメントをなす鏡面が平面で成型されていることが前提であった。しかしながら、例えば反射エレメントが樹脂製である場合には、成型時の樹脂のヒケや、金型の精度等によって、鏡面に凹凸を生じてしまうおそれがあった。また、例えば反射エレメントが金属製である場合にも、作成時の加工によって鏡面に凹凸を生じてしまうおそれがあった。このように鏡面に凹凸が生じていると、設計時の性能予測よりも反射光の明るさが低い反射器になってしまうのが実状である。
このため本発明の課題は、反射光の明るさを高めることのできる反射器を提供することである。

請求項１記載の発明は、
略平面状に配列された多数の反射エレメントを有する反射器において、
前記反射エレメントは、
正六角形をなす仮想的な六平面のうち、互いに隣接する三平面をそれぞれ第一基準面、第二基準面及び第三基準面とすると、前記第一基準面に沿う第一鏡面と、前記第二基準面に沿う第二鏡面と、前記第三基準面に沿う第三鏡面とを備え、
前記第一鏡面、前記第二鏡面及び前記第三鏡面は、互いに隣接していて、
前記第一鏡面が前記第一基準面に対して外側に膨らむ曲面に形成されている場合は、前記第二鏡面は前記第二基準面に対して内側に膨らむ曲面に形成されるとともに、前記第三鏡面は前記第三基準面に対して内側に膨らむ曲面に形成され、
前記第一鏡面が前記第一基準面に対して内側に膨らむ曲面に形成されている場合は、前記第二鏡面は前記第二基準面に対して外側に膨らむ曲面に形成されるとともに、前記第三鏡面は前記第三基準面に対して外側に膨らむ曲面に形成されていることを特徴としている。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の反射器において、
前記第一基準面の一対の対角線のうち、一方の対角線が前記第二基準面、前記第三基準面との交点を通過し、他方の対角線が上下方向に延在するように、前記第一基準面、前記第二基準面及び前記第三基準面が配置されていることを特徴としている。

本発明者は、反射エレメントをなす三つの鏡面のそれぞれを曲面とし、さらに一つの鏡面の湾曲方向と、他の二つの鏡面の湾曲方向とを逆方向にすれば、反射光の明るさが高められることを見出した。つまり、請求項１記載の発明のように、第一鏡面が第一基準面に対して外側に膨らむ曲面に形成されている場合は、第二鏡面は第二基準面に対して内側に膨らむ曲面に形成されるとともに、第三鏡面は第三基準面に対して内側に膨らむ曲面に形成されていたり、第一鏡面が第一基準面に対して内側に膨らむ曲面に形成されている場合は、第二鏡面は第二基準面に対して外側に膨らむ曲面に形成されるとともに、第三鏡面は第三基準面に対して外側に膨らむ曲面に形成されていれば、反射光の明るさを高めることが可能となる。

請求項２記載の発明によれば、第一基準面の一対の対角線のうち、一方の対角線が第二基準面、第三基準面との交点を通過し、他方の対角線が上下方向に延在するように、反射エレメントが配置されているので、反射光の配光パターンは上下方向に沿った形状となる。例えば自動車用反射器の規格では、光軸から僅かな角度だけ上方のポイントが基準位置となるが、上述のように反射光の配光パターンが上下方向に沿った形状であれば、各鏡面における基準面からの膨らみ具合を調整するといった簡便な方法で基準位置の明るさを調整することができる。

本実施形態に係る反射器の概略構成を示す正面図である。 図１の反射器に備わる反射エレメントの概略構成を示す説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は下面図である。 図２の反射エレメントにおける各鏡面の形状を表す説明図であり、（ａ）は第一鏡面の断面形状、（ｂ）は第二鏡面の断面形状、（ｃ）は第三鏡面の断面形状を示している。 図１の反射器の使用状態を示す説明図である。 図１の反射器の配光パターンを示す説明図である。 比較例として全ての反射面が同方向に膨らんでいる反射器の配光パターンを示す説明図である。 図３の各鏡面の変形例を表す説明図であり、（ａ）は第一鏡面の断面形状、（ｂ）は第二鏡面の断面形状、（ｃ）は第三鏡面の断面形状を示している。

以下、本実施形態に係る反射器について説明する。図１は本実施形態に係る反射器の概略構成を示す部分拡大図である。図１に示すように、反射器１の表面には、多数の反射エレメント２が略平面状に配列されている。

図２は、反射エレメント２の概略構成を示す説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は下面図である。なお、図２では反射エレメント２の基準となる第一基準面３１、第二基準面３２及び第三基準面３３を二点鎖線で示している。第一基準面３１、第二基準面３２及び第三基準面３３は、正六角形をなす仮想的な六平面のうち、互いに隣接する三平面であり、互いに直交する位置に配置されている。そして、第一基準面３１の一対の対角線３１ａ，３１ｂのうち、一方の対角線３１ａが第二基準面３２、第三基準面３３との交点を通過し、他方の対角線３１ｂが上下方向に延在するように、第一基準面３１、第二基準面３２及び第三基準面３３が配置されている。さらに、第一基準面３１、第二基準面３２及び第三基準面３３は、交点が後方となって、開放部分が前方となるように配置されている。そして、反射エレメント２の光軸Ｌは、第一基準面３１、第二基準面３２及び第三基準面３３の交点から、前方に向けて延在している。そして、反射エレメント２には、第一基準面３１に沿う第一鏡面２１と、第二基準面３２に沿う第二鏡面２２と、第三基準面３３に沿う第三鏡面２３とが備えられている。第一鏡面２１、第二鏡面２２及び第三鏡面２３は、互いに隣接している。これら第一鏡面２１、第二鏡面２２及び第三鏡面２３は、図面上第一基準面３１、第二基準面３２及び第三基準面３３よりも小さく、なおかつ各基準面３１，３２，３３から離れているように図示されているが、これは便宜上の表現であり、実際は各基準面３１，３２，３３と同じ外形に設定されている。

図３は、第一鏡面２１、第二鏡面２２及び第三鏡面２３の形状を表す説明図であり、（ａ）は図２のａ−ａ切断線から見た第一鏡面２１の断面形状、（ｂ）は図２のｂ−ｂ切断線から見た第二鏡面２２の断面形状、（ｃ）は図２のｃ−ｃ切断線から見た第三鏡面２３の断面形状を示している。以下の説明において、「内側」とは各基準面３１，３２，３３に対して光軸側のことであり、「外側」とは各基準面３１，３２，３３に対して光軸側とは反対側のことである。
図３に示すように、第一鏡面２１は、第一基準面３１に対して外側に膨らむ曲面に形成されている。具体的には、第一鏡面２１は、その周縁部が内側に向けて凸となり、中央部分が外側に向けて凸となる、例えば正規分布曲線を基にした曲面となっている。
一方、第二鏡面２２は第二基準面３２に対して内側に膨らむ曲面に形成され、第三鏡面２３は第三基準面３３に対して内側に膨らむ曲面に形成されている。具体的には、第二鏡面２２及び第三鏡面２３は、その周縁部が外側に向けて凸となり、中央部分が内側に向けて凸となる、例えば正規分布曲線を基にした曲面となっている。

次に、本実施形態の作用について具体例を挙げて説明する。
図２に示すように反射器１の反射エレメント２は、正面から見て正六角形となっているが、この正六角形の高さＨ１は２．３ｍｍに設定されている。また、各鏡面２１，２２，２３の頂点と、各基準面３１，３２，３３との距離Ｈ２は、１×１０^−３ｍｍに設定されている。そして、光軸Ｌと各基準面３１，３２，３３とがなす角度が３５．２９３度、各基準面３１，３２，３３の法線のうち、隣り合う法線同士がなす角度が１２０度に設定されている。

そして、図４に示すように反射器１の正面に光源１００を配置して、光源１００から反射器１に対して光を照射する。この光を反射した反射器１の配光パターンは図５に示すように上下方向に沿った配光パターンＰ１となる。図５において、色味の濃い部分が明るい部分を示し、薄い部分が暗い部分を示している。

比較例として、全ての反射面が同方向に膨らんでいる反射器に対して同条件で光を照射すると、配光パターンは図６に示すように、ある程度拡散した配光パターンＰ２となる。

ここで、自動車用反射器の規格では、光軸Ｌから僅かな角度だけ上方のポイントが基準位置となる。図４に示すように欧州や日本の規格だと観測角度は０．３３度であり、米国の規格だと観測角度は０．２度である。このような場合、反射光の配光パターンＰ１が上下方向に沿った形状となっていると、各鏡面２１，２２，２３における基準面３１，３２，３３からの膨らみ具合を調整するといった簡便な方法で基準位置の明るさを調整することができる。

そして、第一鏡面２１、第二鏡面２２及び第三鏡面２３がそれぞれ平面である場合の設計時の予測光度を１００％とすると、製造後、不規則に各鏡面２１，２２，２３に凹凸が形成されている場合の最も明るい箇所の光度は５０．４６％となって、観測角度０．２度の光度は０．５５％となる。しかしながら、本実施形態の反射器１のように、第一鏡面２１が第一基準面３１に対して外側に膨らむ曲面に形成され、第二鏡面２２が第二基準面３２に対して内側に膨らむ曲面に形成され、第三鏡面２３が第三基準面３３に対して内側に膨らむ曲面に形成されていると、最も明るい箇所の光度は２０２．４４％となって、観測角度０．２度の光度は２７．６９％となる。すなわち従来よりも反射光の明るさを高めることが可能となる。

なお、本発明は上記実施形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、本実施形態では、第一鏡面２１が、第一基準面３１に対して外側に膨らむ曲面に形成され、第二鏡面２２が第二基準面３２に対して内側に膨らむ曲面に形成され、第三鏡面２３が第三基準面３３に対して内側に膨らむ曲面に形成されている場合を例示して説明したが、第一鏡面２１と、第二鏡面２２及び第三鏡面２３とが反対側に膨らんでいればよく、上述した形状に限定されない。具体的には、図７に示すように、第一鏡面２１ａが第一基準面３１に対して内側に膨らむ曲面に形成されている場合には、第二鏡面２２ａは第二基準面３２に対して外側に膨らむ曲面に形成されるとともに、第三鏡面２３ａは第三基準面３３に対して外側に膨らむ曲面に形成されている。

また、上記実施形態では、各鏡面２１，２２，２３が正規分布曲線状の曲面である場合を例示して説明したが、これ以外にも例えば球面、楕円曲面、放物線を基とした曲面等であってもよい。

また、上記実施形態では、光軸Ｌと各基準面３１，３２，３３とがなす角度が３５．２９３度としているが、光軸Ｌと第一基準面３１とがなす角度を３５．１６８度として、光軸Ｌと第二基準面３２がなす角度と、光軸Ｌと第三基準面３３とがなす角度とを３５．３６度とすると、より高い効率で反射光を明るくすることが可能である。

１ 反射器
２ 反射エレメント
２１ 第一鏡面
２２ 第二鏡面
２３ 第三鏡面
３１ 第一基準面
３１ａ 一方の対角線
３１ｂ 他方の対角線
３２ 第二基準面
３３ 第三基準面
１００ 光源
Ｈ２ 距離
Ｌ 光軸
Ｐ１ 配光パターン
Ｐ２ 配光パターン

Claims (2)

1. 略平面状に配列された多数の反射エレメントを有する反射器において、
   前記反射エレメントは、
   正六角形をなす仮想的な六平面のうち、互いに隣接する三平面をそれぞれ第一基準面、第二基準面及び第三基準面とすると、前記第一基準面に沿う第一鏡面と、前記第二基準面に沿う第二鏡面と、前記第三基準面に沿う第三鏡面とを備え、
   前記第一鏡面、前記第二鏡面及び前記第三鏡面は、互いに隣接していて、
   前記第一鏡面が前記第一基準面に対して外側に膨らむ曲面に形成されている場合は、前記第二鏡面は前記第二基準面に対して内側に膨らむ曲面に形成されるとともに、前記第三鏡面は前記第三基準面に対して内側に膨らむ曲面に形成され、
   前記第一鏡面が前記第一基準面に対して内側に膨らむ曲面に形成されている場合は、前記第二鏡面は前記第二基準面に対して外側に膨らむ曲面に形成されるとともに、前記第三鏡面は前記第三基準面に対して外側に膨らむ曲面に形成されていることを特徴とする反射器。
2. 請求項１記載の反射器において、
   前記第一基準面の一対の対角線のうち、一方の対角線が前記第二基準面、前記第三基準面との交点を通過し、他方の対角線が上下方向に延在するように、前記第一基準面、前記第二基準面及び前記第三基準面が配置されていることを特徴とする反射器。