JP2012108213A - 再帰反射鏡及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】再帰反射素子の山部において生じる暗部を特異な形状とし、外観の意匠性を高めた再帰反射鏡とその製造方法を提供する。
【解決手段】多数個の再帰反射素子３１を配列した再帰反射鏡３であって、再帰反射素子３１の山部３１ｍの曲率半径ｒｍを谷部３１ｖの曲率半径ｒｖよりも大きくする。山部３１ｍに入射した光は透過され、あるいは広い範囲に向けて反射されるため太幅のＹ字状の暗いパターンに見えるようになり、再帰反射鏡の外観の意匠性を高める。
【選択図】 図２

Description

本発明は複数の再帰反射素子（リフレックス・リフレクタ素子：以下、ＲＲ素子と称する）を配列した再帰反射鏡（以下、ＲＲと称する）に関し、特に反射光による外観の見栄えを改善したＲＲとその製造方法に関するものである。

自動車や自転車等の車両には他車両から照射された光を当該他車両に向けて反射するＲＲが装備される。このＲＲとして、例えば特許文献１では、光透過性のある樹脂板の内面にＲＲ素子として直角三角錘体状の突起（立方体の一部）を多数個配列して山部や谷部をマトリクス状に配列した構成のものが用いられている。このＲＲではＲＲの外面側から入射した光がＲＲ素子の内面で全反射するため、当該光は入射した方向に向けて反射されることになる。また、このＲＲは金型を用いた樹脂成形によって形成されるが、その金型の製造に際しては特許文献２のように先端をＲＲ素子の形状に形成した複数本の矢型ピンを用いた電鋳法が用いられてきた。この電鋳法についての説明及びこの金型を用いてＲＲを樹脂成形する方法についての説明は省略するが、この方法で製造したＲＲは矢型ピンの形状がそのまま反映された形状となるため、ＲＲ素子の山部や谷部が尖った角状をした形状、換言すれば山部や谷部の曲率半径が殆ど「０」の形状に形成されている。

特開平９−５８３３６号公報 特開２００５−１２５６４９号公報

このＲＲでは、入射された光が再帰反射されているときにＲＲを表面側から見ると、図４（ｂ）のように山部と谷部を結ぶ稜線で構成される菱形をした多数の線状の暗いパターンＰｒが観察される。すなわち、山部と谷部はその断面形状から光の全反射が期待できず再帰反射が行なわれ難いので、これら山部と谷部を結ぶ稜線に沿った領域での再帰反射光の光量が低下し、稜線が他の領域よりも暗く見えることになる。そして、前記したように山部と谷部のそれぞれの曲率半径が「０」に形成されたＲＲ素子では、山部と谷部を結ぶ稜線は細い線状に形成されているため、この稜線によって観察される暗いパターンＰｒは菱形をした細い線状にしか見えない。そのため、ＲＲの外観は微小な菱形が配列された単純なパターンに限定されることになり、個性的な外観を有する意匠性の高いＲＲを得ることはできない。

本発明の目的はＲＲ素子の少なくとも山部において生じる暗部の形状を特異なものとして外観の意匠性を高めたＲＲを提供するものである。また、本発明の他の目的は当該意匠性を高めたＲＲの製造方法を提供するものである。

本発明は、多数個のＲＲ素子を配列したＲＲであって、ＲＲ素子の山部の曲率半径を谷部の曲率半径よりも大きくしたことを特徴とする。また、ＲＲ素子が曲面上に配列されている場合、各ＲＲ素子の光軸は当該曲面に沿って段階的に変化される構成とする。あるいは、ＲＲ素子は曲面に沿って複数のグループに区画されており、各グループのＲＲ素子の光軸は同一方向であり、異なるグループのＲＲ素子の光軸は前記曲面に沿って段階的に変化される構成とする。

本発明はＲＲを製造するに際し、ＲＲを成形するための成形面を所要の曲率半径の先端部を有する切削ツールにより直彫りして金型を製造し、この金型を用いた射出成形法によってＲＲを形成することを特徴とする。

本発明のＲＲによれば、ＲＲ素子の山部において光の入射方向に対する光反射の光量を低減するので、ＲＲを外面から観察したときには山部を中心にしたＹ字状の暗いパターンが観察できるようになり、このＹ字状の暗いパターンによってＲＲの外観上の意匠性を向上することができる。特に、ＲＲが曲面に形成されたときにはＲＲ素子の光軸を曲面に沿って段階的に変化させることで、広い範囲からＲＲの光反射を視認することが可能になるとともに、各観察位置における見栄えを向上することができる。

また、本発明のＲＲの製造方法では、所要の曲率半径の先端部を有する切削ツールにより成形面を直彫りした金型を用いて射出成形法によってＲＲを形成しているので、本発明のＲＲを製造するための金型の製造が容易になるとともに、当該金型を用いることにより本発明のＲＲを容易に製造することができる。

本発明のＲＲを適用したリアコンビネーションランプの一部を破断した斜視図。 ＲＲの一部の斜視図とその拡大断面図及び光路図。 ＲＲの成形金型の断面図と製造工程を説明する図。 実施形態１と従来の各ＲＲの外観を模式的に示す図。 実施形態２の断面図。 実施形態３の断面図。

（実施形態１）
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明のＲＲを自動車のリアコンビネーションランプに適用した実施形態１の概略斜視図である。リアコンビネーションランプＲＣＬのランプハウジング１は所要の正面形状をした浅皿状のランプボディ１１の前面（自動車の後部側の面）に光学レンズとして機能する前面カバー１２を装着した構成であり、このランプハウジング１にバックアップランプＢＵＬ、ターンシグナルランプＴＳＬ、テール＆ストップランプＴ＆ＳＬが区画して配設されている。すなわち、前記ランプボディ１１の内面には前記各ランプＢＵＬ，ＴＳＬ，Ｔ＆ＳＬに対応して区画壁１３が設けられ、これら区画壁１３により前記各ランプの各領域が区画されている。また、ランプボディ１１内の各ランプ領域にはそれぞれ光源２が配設されている。ここでは、各光源２は配線基板２１にＬＥＤ（発光ダイオード）２２を搭載した構成となっている。

前記前面カバー１２はこれらのランプに対応して赤色レンズ１２Ｒ、アンバー色レンズ１２Ｕ、白色のレンズ（図には表れない）が区画形成され、これらのレンズが一体化された構成となっている。また、前記前面カバー１２には、前記赤色レンズ１２Ｒが区画形成された領域の一部に本発明の対象となるＲＲ３が形成されている。このＲＲ３は前面カバー２の内面に多数のＲＲ素子３１がマトリクス状に配列された状態で一体に形成されている。このＲＲ３は後続車両の照明光をこれらＲＲ素子３１において後続車両に向けて反射するように構成されていることは言うまでもない。

前記ＲＲ３は赤色をした光透過性の樹脂を成形して形成したものであり、図２（ａ）に外観斜視図を示すように、図では下側に向けられている外面３ａは平滑面に形成され、上側に向けられている内面３ｂに前記ＲＲ素子３１が形成されている。ＲＲ素子３１は正六面体（立方体）の１つの角を山部３１ｍとし、この山部３１ｍを頂点とする３つの面からなる直角三角錘体状の突起として構成されており、これを内面３ｂに沿って縦横に多数個配列してＲＲ３を構成している。このＲＲ３を一方向、例えばＲＲ素子３１の山部３１ｍを連なる方向に切断した断面形状は、図２（ｂ）に示すように、直角三角形をした山部３１ｍを有する複数個のＲＲ素子３１が配列された形状となり、隣接するＲＲ素子３１の間に高さの最も低い谷部３１ｖが形成されることになる。

このＲＲ素子３１の形状として、実施形態１では、前記ＲＲ素子３１の谷部３１ｖから山部３１ｍまでの高さ寸法を２ｍｍ、ＲＲ素子３１の裾野寸法、換言すれば隣接する谷部３１ｖの間隔を２．５ｍｍの各寸法に形成している。また、ＲＲ素子３１をこのように形成したときに、谷部３１ｖの曲率半径ｒｖは０ｍｍとなるように構成している。すなわち、ＲＲ素子３１の谷部３１ｖはＲＲ素子３１の山部３１ｍと谷部３１ｖを結ぶ稜線がほぼ直角に交差する角形状に形成されている。これに対し、ＲＲ素子３１の山部３１ｍは曲率半径ｒｍを谷部３１ｖの曲率半径ｒｖよりも大きな寸法、ここでは０．１〜０．３ｍｍの範囲のいずれかの寸法としており、これによりＲＲ素子３１の山部３１ｍを球面に近い形状に構成している。なお、ここでは一つの山部３１ｍから三方の谷部３１ｖに向けてそれぞれ延びる稜線部も山部３１ｍと同様の曲率半径ｒｍに形成しているので、以降の説明ではこれらの稜線部を山部３１ｍに含めている。

この構成のＲＲ３は金型を用いて光透過性の赤色樹脂を成形することによって形成している。図３（ａ）に示すように、ＲＲ素子を成形するための直角三角状をしたＲＲ素子凹部４３を有する下型４１と、内面が平坦面として形成された上型４２からなる金型４を用い、両金型で構成されるキャビティ４４内に赤色樹脂を注入する射出成形法によってＲＲ３を成形している。この金型４、特にＲＲ素子凹部４３を有する下型４１は特許文献２に示した電鋳法ではなく、金型素材の表面を切削してＲＲ素子凹部４３を多数個配列した構成の成形面を形成する方法、いわゆる直彫り法によって製造している。この直彫り法は、例えば平坦な金型面に切削ツールを利用してＲＲ素子凹部４３を形成し、その切削と同時に成形面を鏡面に仕上げたものである。このように成形面を鏡面に仕上げることで、当該金型を用いてＲＲ３を樹脂成形したときには、成形されたＲＲ３の表面は平滑面に形成され、光透過性の高いＲＲを成形することが可能になる。これにより、電鋳法に比較して低コストでかつ短時間で金型が製造でき、さらにはＲＲが製造できる。

例えば、図３（ｂ）に模式断面図を示すように、直彫り法において前記ＲＲ素子凹部４３の成形面を形成する際には、先端部５ａの曲率半径が０．１〜０．３ｍｍの球面形状をした切削ツール５を用いる。ＲＲ素子凹部４３の成形面を切削する際に、切削ツール５の先端部５ａをＲＲ素子３１の山部３１ｍに相当する部位、すなわち成形面の底部４３ａに当接させることで、当該底部４３ａは切削ツール５の先端部５ａの曲率半径に倣った形状に形成される。また、この切削ツール５をＲＲ素子凹部４３の傾斜面に沿って直線的に移動させて切削することで、ＲＲ素子３１の谷部３１ｖに対応する成形面の頂部４３ｂは直線状の稜線が交差した角形状に形成される。なお、この下型４１と対をなすＲＲ３の外面に対応した上型４２を平坦な鏡面に形成することは言うまでもない。

このように製造した金型４を用いてキャビティ４４を形成し、このキャビティ４４に光透過性の赤色樹脂を注入することでＲＲ３の成形が実現できる。この成形には射出成形法を利用するが、図３（ａ）に示したようにＲＲ素子凹部４３の底部４３ａが前記した曲率半径で球面状をしているので、樹脂をキャビティ４４内に注入したときに底部４３ａが角状をしている金型よりもキャビティ４４内の空気が成形面に沿って流れ易くなり、キャビティ４４内の空気抜き効率が高くなって成形したＲＲ３におけるボイド（気泡）の発生を防止する上で有効になる。また、成形面の底部４３ａが球面であるので、角状の場合よりも成形後にＲＲ３を離型する際の離型抵抗が小さくなり、ＲＲ３の離型性も向上する。なお、図３（ａ）は説明を簡略化するためにＲＲ３のみを成形する場合の図であるが、実際にはＲＲ３は前面カバー１２と一体に形成されるため金型の構造は複雑なものとなる。

形成したＲＲ３では、図２（ｃ）に示すように、ＲＲ３の外面から入射される光はＲＲ素子３１の内面で全反射された後、ＲＲ３の外面から１８０度反対の方向、すなわち光が入射された方向に向けて出射される。このとき、ＲＲ３を外面から観察するとＲＲ３の全面が明るく見えるが、ＲＲ素子３１の谷部３１ｖは曲率半径が「０」の角状をしているため、谷部３１ｖではＲＲ素子３１の稜線に沿って細い線状に暗くなる。この線状に暗く見えることはこれまでのＲＲと同じである。しかし、ＲＲ素子３１の山部３１ｍは曲率半径が谷部３１ｖよりも大きい寸法であるので、図２（ｃ）に示すように、山部３１ｍに入射された光の一部は透過し、一部は広い範囲に向けて反射されるため入射方向への反射光は少なくなり、山部３１ｍの曲率半径の２倍程度の幅の領域、この実施形態では０．２〜０．６ｍｍ程度の領域が暗く見えるようになる。

この結果、図４（ａ）に模式的に示すように、ＲＲ素子３１の谷部３１ｖでは細い線状の暗いパターンＰｖが観察されるが、山部３１ｍでは谷部３１ｖに向けた稜線部にわたる領域にＹ字状の太幅の暗いパターンＰｍが観察されるようになる。すなわち、ＲＲ３の全体では多数のＹ字状の暗いパターンＰｍがマトリクス状に配列された状態に見えることになる。このＹ字状の暗いパターンＰｍは太幅であるので遠方からでも十分に視認することが可能であり、これによりこのＲＲ３では従来のように全面が単純な形状の細幅の暗いパターンＰｖのみの見栄えから、この暗いパターンＰｖに加えてＹ字状の太幅の暗いパターンＰｍが散りばめられた見栄えとなり、ＲＲ３の外観の意匠性を向上することができる。

ここで、前記したＲＲ素子３１の山部３１ｍの曲率半径は、これよりも小さい曲率半径であるとＹ字状の暗いパターンＰｍの線幅を増大する効果が期待できず、当該暗いパターンＰｍの視認性が低下してＲＲ３の見栄えの改善効果は少ないものとなる。また、山部３１ｍの曲率半径をこれよりも大きい曲率半径にすると暗いパターンＰｍの線幅を増大する上では有効であるが、その分ＲＲ素子３１の光反射に有効な反射面の面積が低減し、ＲＲ３における光の反射効率が低下してしまうことになる。また、前記した山部３１ｍの曲率半径はＲＲ素子３１の高さ寸法や裾野寸法の違いに応じて適宜変化されることは言うまでもない。

（実施形態２）
前記実施形態１ではＲＲを平坦な板状に構成した例であるが、自動車の車体コーナ部に配設するＲＲでは自車両の後方から側方に向けての光範囲に光を反射し、その広い範囲からＲＲの光反射を確認することが可能なＲＲが要求されることがある。例えば、図５は自動車の後部コーナ部に配設するＲＲ３Ａの例であり、自動車の後部から側面方向に向けて曲面状に形成されている。そして、このＲＲ３Ａの内面には多数のＲＲ素子３１１〜３１６が配設されているが、各ＲＲ素子３１１〜３１６の水平方向に隣接するＲＲ素子はそれぞれの光軸ｘ１〜ｘ６の方向が変化されている。ここで、ＲＲ素子の光軸をＲＲ素子の山部の頂点を通り、直交する三つの面から等しい距離にある直線であると定義すると、ＲＲ素子３１１〜３１６の光軸ｘ１〜ｘ６はＲＲ３Ａの外面の曲面形状に追従して自車の後方から側面方向に向けて徐々に段階的に変化された構成となっている。また、各ＲＲ素子３１１〜３１６は前記実施形態と同様に山部の曲率半径は谷部の曲率半径よりも大きい球面として形成されている。

この実施形態２のＲＲ３Ａでは、自動車の後方から側面方向にわたる広い範囲の方向からＲＲ３Ａに入射された光は、その光が入射する方向に近い方向に光軸ｘ１〜ｘ６が向けられているＲＲ素子３１１〜３１６によって光の入射された方向と反対方向に向けて反射されるので、ＲＲ３Ａによる光反射を確認することができる。このとき、各ＲＲ素子３１１〜３１６においては、山部が球面として形成されているので、そのＲＲ素子３１１〜３１６の山部から谷部に向けた所要の寸法範囲の部分が太幅の線状に暗くなるように見え、図４（ａ）に示したと同様にＹ字状の暗いパターンとして見えることになる。この暗いパターンは実施形態１の暗いパターンＰｍと同じであり、かつ太幅であるので遠方からでも十分に視認することが可能であり、実施形態１とは異なった形態でＲＲ３Ａの外観の意匠性を向上することができる。

（実施形態３）
実施形態２のように曲面状に形成するＲＲについては、図６に示すようなＲＲ３Ｂとして構成してもよい。このＲＲ３Ｂでは、多数のＲＲ素子を曲面に沿った所要の幅領域毎に複数のグループに区画し、同一グループの各ＲＲ素子、例えば３つの隣接されたＲＲ素子３１１の光軸ｘ１は同一方向に向けるが、曲面に沿って配列された他の複数のグループのＲＲ素子３１２，３１３の光軸ｘ２，ｘ３は曲面に沿って徐々に段階的に変化させるように構成している。各ＲＲ素子３１１，３１２，３１３は前記実施形態と同様に山部の曲率半径は谷部の曲率半径よりも大きい球面として形成されていることは言うまでもない。

この構成のＲＲ３Ｂでは、所定方向からＲＲ３Ｂに入射された光は、その光が入射する方向に近い方向に光軸が向けられているグループの各ＲＲ素子によって光の入射された方向と反対方向に向けて反射される。ＲＲ素子３１１〜３１３においては、山部が球面として形成されているので、光反射を行うＲＲ素子の山部から谷部に向けた所要の寸法範囲の部分が図４（ａ）に示したと同様にＹ字状の暗いパターンに見えることになる。特に、このＲＲでは光反射が行われるグループ内の全てのＲＲ素子においてこのような暗いパターンが観察されるので、実施形態１，２とは異なった形態でＲＲの外観の意匠性を向上することができる。

実施形態２，３ではＲＲが水平方向に曲げられた曲面に形成されている例を示したが、ＲＲが鉛直方向に曲げられた曲面に形成されている場合でも同様に適用することが可能である。この場合には、鉛直方向に配列されるＲＲ素子の光軸を１個単位で、あるいはグループ単位で鉛直方向に変化させるように構成すればよい。このＲＲでは鉛直方向の広い範囲でＲＲでの光反射を視認することが可能になる。水平方向と鉛直方向の両方向に曲げられたＲＲについても同様であり、各ＲＲ素子の光軸を水平方向及び鉛直方向に変化させるように構成すればよい。

実施形態１〜３ではＲＲ素子の谷部の曲率半径は「０」の場合について説明したが、山部よりも小さい曲率半径であれば必ずしも「０」でなくてもよい。ただし、曲率半径を大きくして行くと山部の場合と同様にＲＲにおいて光を反射する際の有効反射面の面積が低減してＲＲの光反射効率が低下してしまう。また、ＲＲの谷部において観察される暗いパターンの幅寸法が大きくなって山部において観察される暗いパターンと混在して煩雑になってしまい、ＲＲの見栄えが逆に低下することもある。したがって、山部の曲率半径との関係を考慮して適切な曲率半径に設定することが必要である。

本発明は直彫りによって形成した金型を用いて成形したＲＲに限られるものではなく、電鋳法によって形成した金型を用いて成形したＲＲに適用することも可能である。ただし、電鋳法により金型を製造する場合にはＲＲ素子の山部の曲率半径を制御することができるように構成することが必要である。

本発明のＲＲは実施形態に示したリアコンビネーションランプの後面に配設されたＲＲに限定されるものではなく、リアコンビネーションランプの側面に配設したリアサイドＲＲとして構成することも可能である。また、車両のヘッドランプに一体に形成したフロントサイドＲＲとして構成し、あるいはリアサイドマーカランプやフロントサイドマーカランプに一体に形成したＲＲとして構成してもよい。さらに、独立したＲＲとしてバンパー付のリアＲＲとして構成することも可能である。

本発明はＲＲ素子を多数配列して構成したＲＲに採用することが可能である。

１ ランプハウジング
２ 光源
３ ＲＲ（再帰反射鏡）
４ 金型
５ 切削ツール
３１ ＲＲ素子
３１ｍ 山部
３１ｖ 谷部
４１ 下型
４２ 上型
４３ ＲＲ素子凹部
４４ キャビティ
Ｐｍ 山部の暗いパターン
Ｐｖ 谷部の暗いパターン

Claims (4)

1. 多数個の再帰反射素子を配列した再帰反射鏡であって、前記再帰反射素子の山部の曲率半径を谷部の曲率半径よりも大きくしたことを特徴とする再帰反射鏡。
2. 前記再帰反射素子は曲面上に配列されており、各再帰反射素子の光軸は当該曲面に沿って段階的に変化されていることを特徴とする請求項１に記載の再帰反射鏡。
3. 前記再帰反射素子は曲面に沿って複数のグループに区画されており、各グループの再帰反射素子の光軸は同一方向であり、異なるグループの再帰反射素子の光軸は前記曲面に沿って段階的に変化されていることを特徴とする請求項２に記載の再帰反射鏡。
4. 請求項１〜３のいずれかの再帰反射鏡の製造方法であって、成形面を所要の曲率半径の先端部を有する切削ツールにより直彫りして金型を製造し、この金型を用いた射出成形法によって当該再帰反射鏡を形成することを特徴とする再帰反射鏡の製造方法。
   
   
   

Images