JPS585402B2 - サイキハンシヤキ オヨビ ソノセイケイヨウカネガタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は外部光線を再帰反射する反射器及びこの反射器
を成形するための金型に関する。

従来の反射器は外部光線の入射方向が外面の法線方向か
られずかでもずれると、反射性能が大きく低下し、とく
に成る程度の角度以上ずれた場合には、反射性能が極端
に低下するという特性を有している。

従ってこのような反射器は、自動車の後部信号装置のよ
うに外部光線の入射方向が常にほぼ一定している場合に
は使用できるが、自転車や海上のブイなどのように大き
く揺動するものに取付けた場合には、信号装置としての
役割を十分に果たすことはできない。

この問題の解決のため、外面に対して光軸がある角度傾
けられた傾斜素子部を具備させることにより、有効な反
射を達成させようということが考えられる。

しかし、単に素子を傾斜させただけでは、第２０図に示
すように成型ピンＰから金型Ｍを得るに際してどうして
も段差Ｓが生じてしまう。

結果的に、成型された反射素子Ｅにも、第２１図に示す
ように段差部Ｓ′が生じることになる。

このため、同図の幅ｔが段差部Ｓ′による反射無効範囲
となる。

すなわち、この部分に入射する光や他の面に入射して反
射された後この部分に入射した光は、有効に反射されず
、反射性能が低くなってしまうのである。

例えば、第２２図は素子を左右に傾斜させた場合を示す
が、この時には第２３図に示すように段差部Ｓ′による
反射無効部（ハツチングにて示す）と、無効部ｔによる
反射無効部（他の面に入射した光が段差部Ｓ′により無
効とされる部分。

細点を施して示す）とが生じる。

第２４図は素子が上下傾斜の場合であり、同じく第２５
図の如き反射無効部が生じる。

（各図中、妬′０は素子の傾き、ａは素子の寸法、ｂ、
Ｃは段差の寸法を示し、Ｘ、Ｙ、Ｚは座標軸、ｄ、ｅ、
０、ｏ’、ｏ“は点位置を示す。

第２２図は正面形状と一方の側断面を示し、第２４図は
正面形状と２方向の側断面を示した）。

このように、単に素子を傾斜させるという考え方のみで
は、金型の成作上の問題に伴って、反射性能の低下とい
う問題が生じるのである。

上記事情に鑑み、本発明の目的は、外部光線の入射角度
が変化しても反射性能の低下が少ない広域反射型の再帰
反射器を得るとともに、比較的製作容易であって、しか
も反射無効部を生じさせる段差部ができることなくその
ような反射器を成形できる金型を提供することにある。

しかして、本発明にしたがう再帰反射器は、外部光線の
入射する平坦な外面と、３種類の反射素子を複数個ずつ
形成された内面とからなることを特徴とするものである
。

第１の種類の反射素子は公知の反射素子であって、互に
垂直に交わる３個の面からなり、これらの面に対して同
じ角度をなす直線が反射器の外面に対して垂直となるよ
うに配置されたものである。

第１図乃至第３図に示したものは、この第１の種類の反
射素子の一例であって、互に垂直な３個の面６・２・１
・５，６・５・３・４、及び６・４・２からなる第１部
分Ｉと、互に垂直な３個の面１０・２・１・９・１０・
９・８・４、及び１０・４・２からなる第２部分■とか
らなっている。

部分Ｉと部分■とは面６・４・２と面１０・４・２とを
対向させるような仕方で配置されており、各部分におけ
る３面に同一角度（３５°１６′）をなす直線が反射器
の外面に垂直となるように構成されている。

また、外面に垂直な方向から見た場合、四辺形１・３・
４・２及び四辺形７・８・４・２が互に合同な矩形とな
り、点６及び１０がそれぞれこれらの矩形の中心に位置
し、点５及び９がそれぞれ辺１・３及び辺７・８の中心
となるように構成されている。

このような反射素子に入射する外部光線のうちで再帰反
射光線として出射されるものは、部分Ｉまたは部分■に
おいて、ひとつの面で全反射し、同部分の別の面で全反
射して出射するか、あるいは同部分のさらに別の面で全
反射した後に出射するような角度で、この反射素子に入
射する光線である。

すなわち、ある一定の光線入射角度における再帰反射性
能は、その方向から見た場合の全反射面の面積、すなわ
ち有効反射面の面積に比例するのである。

たとえば第１図乃至第３図に示した反射素子において、
反射器の材質の屈折率が１．５であるとすると、各部分
Ｉ、Ｉにおける３面に同一角度をなす直線を含む面上で
外面の法線に対してθ−１５゜だけ傾斜して入射した平
行光線に対する有効反射面は、第４図に示したように、
四辺形ａｃｄｂと六角形ｅｇｉｊｈｆとであり、反射性
能はこれらの面積の合計に比例するものとして理解する
ことができる。

第５図に示した表は、入射角θをさまざまに変化させた
ときの有効反射面の変化を示すものである。

同図には右方向の角度変化の場合のみが示されているが
、左方向に変化した場合の部分Ｉ及び■における有効反
射面の変化は、それぞれ右方向への変化の場合における
部分■及びＩにおける有効反射面の変化に等しい。

同図に示されているように、入射角θが１９°３６′以
上になったときには一方の部分の面が全反射面を構成し
なくなり、有効反射面積が急激に小さくなってしまう。

このため、反射性能もθ＝１９°３６′を境界として急
激に低下するのである。

この入射角θと反射性能との関係をグラフであられせば
第１２図の線Ｉ＋Ｉのようになる。

このグラフはθ二〇°のときの反射性能を１００として
示したものである。

第６図及び第７図には、第１の種類の反射素子の他の一
例を示した。

この反射素子は互に垂直な面１１・１２・１３・１４．
１１・１４・１５・１６．１１・１６・１７・１２から
なり、これらの面に対して同一角度（３５°１６′）を
なす直線が反射器の外面に垂直となるように配置されて
いる。

そして、外面に垂直な方向から見た場合に、六角形１２
・１３・１４・１５・１６・１１が正六角形をなし、点
１１がその中心に位置するように構成されている。

したがって、この反射素子の反射性能は、任意の稜線を
含む外面に垂直な面上での平行入射光線の変化に対して
はほぼ前記の例における反射素子の一方の部分と同様に
変化することとなる。

たとえば、第７図に示した素子においては、同図右方向
へ入射角が変化した場合には、第５図に示した部分■と
ほぼ同様に有効反射面の面積が漸減し、左方向へ変化し
たときには第５図に示した部分■の右方向への変化とほ
ぼ同様に有効反射面の面積が漸減した後Ａ１９°３６′
で臨界点に達するのである。

つまり、この反射素子の反射性能はきわめて偏ったもの
となるのである。

したがって、この種の反射素子はこれと同一の反射素子
を反射器の外面に平行な面上で１８０度回転させてなる
反射素子と組合わされて使用されるのが通常である。

この組合せ後の反射素子組の反射性能は第１２図に線Ｉ
＋Ｉで示したものとほぼ同様に変化することは当然であ
る。

第８図乃至第１０図には第２の種類の反射素子の一例を
示した。

この反射素子は、第１図乃至第３図に示した反射素子の
第１部分Ｉにおける３面に同一角度をなす直線つまり素
子の所謂軸と、第２部分■における３面に同一角度をな
す直線とを、互に倍の距離に離間させるとともに、これ
らの両直線を含む面上で一定方向に一定角度φだけ傾斜
させてなるものである。

すなわち、この反射素子を互に直角をなす３面６′・１
８・１′・５’、６’・５′・３′・１９．６’・１９
・４′・２・１８からなる第１部分■′と、互に直角を
なす３面１０′・２０・７′・９′。

１０′・９′・ｉ′・２１，１０’・２１・４′・２′
・２０からなる第２部分■′とからなっている。

そして、部分Ｉ′と■′とは面６′・１９・４′・２′
・１８と面１０′・２１・４′・２′・２０とを互に対
向させるような仕方で配置されており、各部分における
３面に同一角度をなす直線が互に平行であり、かつこれ
らの直線を含む面が反射器の外面に垂直であり、またこ
れらの直線が反射器外面に対してφ二１１゜だけ傾斜し
ているのである。

さらに、これらの直線と同一方向から見た場合に、四角
形１８・１′・３′・１９と四角形２０・７ｒ・８′・
２１とが互に合同な矩形であって、点６′と点１０′と
がそれぞれこれらの矩形の中心に位置し、点１８．２０
及び点１９．２１がそれぞれ辺１′・７′及び辺３′・
８′の３等分点であるように構成されている。

また対向する面６′・１９・４′・２′・１８と面１０
’−２１−４’・２′・２ｏとは、ともに正面から見た
場合には、第８図の如く五角形状に見える。

この場合、正面から見た時、第２部分における軸１２と
該対向する面同士の境界線２′・４′との距前１２は、
第１部分の軸１１と境界線２′・４′との距離Ｌ１より
も長く、２倍程度になっている。

この結果、第２部分の面１０′・２１・４′・２′・２
０は、その横方向の幅が、第１部分の面６′・１９・４
′・２′・１８の同じ幅よりも長くなる形状に見えるよ
うに構成されるのである。

この反射素子の有効反射面は、入射光線が部分Ｉ／、ｎ
／の３面に同一角度をなす直線を含む面に沿って左右方
向に変化するにつれて、第１１図に示したように変化す
る。

すなわち、部分■′においては、左方向にθ＝１６°２
５′である状態を中心として、θが左方向に変化したと
きには有効反射面の面積は一時増大した後漸減し、θが
右方向に変化したときには漸減した後θ＝２°４３′（
右方向）で臨界点に達する。

また、部分Ｉ′においては、左方向にθ＝１６°２５′
である状態を中心として、θが右方向に変化したときに
は有効反射面の面積は一時増大した後漸減し、θが左方
向に変化したときには漸減した後θ＝３７°１７′で臨
界点に達する。

したがって、この反射素子の反射性能の変化をグラフで
あられせば、反射素子の面積が第１図乃至第３図に示し
たものと同一であると仮定すると、第１２図に線Ｉ’＋
ｌ’で示したようになる。

すなわち、この反射素子は、部分Ｉ′と■′とを互に大
きく離間させて部分Ｉ、Ｉにはなかった矩形面２′・１
８・１９・４′と２′・２０・２１・４′とを形成した
結果、広い角度範囲に亘って安定した反射性能を有し、
また、部分Ｉ′と■′との３面に同一角度をなす直線を
反射器外面に対して傾斜させた結果、反射性能曲線のピ
ークが左方向にずれているのである。

本発明における第３の種類の反射素子は、上記のような
第２の種類の反射素子を反射器外面に平行な面上で１８
０度回転させたものである。

したがって、この第３の種類の反射素子の反射性能は第
１２図の線１’＋ｎ’を縦軸を中心として線対称にうつ
した特性を有することとなる。

本発明にしたがう反射器は、上記のような３種類の反射
素子を適宜の割合で組合せて使用したものであるから、
広域反射性能を有している。

とくに、反射素子の組合せの割合を変更することにより
、所望の反射性能特性を有する反射器とすることができ
るという利点がある。

また、第２の種類の反射素子と、第３の種類の反射素子
とは、それを構成する部分の３面に同一角度をなす直線
の反射器外面に対する傾斜角度φを調整することによっ
て、反射性能曲線のピークのずれ幅を調整できるので、
反射器全体の反射性能曲線のひろがり具合、すなわち広
域反射性能の範囲を調整することができる。

第１３図に示したものは、上記３種類の反射素子の組合
せの一例を示す本発明の反射器の一実施例であって、透
明な合成樹脂を用いて全体として円板状に一体形成され
ている。

この反射器は３つの領域に分けられており、縦軸線に沿
う中央の帯状の領域３１には第１の種類の反射素子が形
成され、その左側の領域３２には第２の種類の反射素子
が形成され、右側の領域３３には第３の種類の反射素子
が形成されている。

これらの領域の面積比は、領域３２：３１：３３＝１：
１．６６：１となるように定められている。

そして、第１の種類の反射素子としては、第６図及び第
７図に示したものとそれを反射器外面に平行な面上で１
８０度回転させたものとの組が使用され、第２の種類の
反射素子としては、第８図乃至第１０図に示したものに
おいてφ＝１９°としたものが使用され、第３の種類の
反射素子としては、第２の種類の反射素子を反射器外面
に平行な面上で１８０度回転させたものぎ使用されてい
る。

そしてこのとき、当然のことながら、第２の種類の反射
素子と第３の種類の反射素子とは、反射器外面を垂直に
立てた場合、これらを構成する２部分の３面に同一角度
をなす２直線を含む面が水平面となるような方向に配列
されており、第１の種類の反射素子は１本の稜線が水平
面内に位置するように配列されている。

この結果、領域３１．３２，３３における反射性能は第
１４図にそれぞれ線３１’、３２’、３３’に示したよ
うになり、反射器全体の反射性能はこれらの線を縦軸方
向に合成した線３４となる。

この線３４の推移から明らかなように、この反射器にお
いては、左右方向にθ−５０°で入射した光線もピーク
時の約２５係の反射性能をもって再帰反射されるので、
この反射器は自転車や海上のブイなどのように光線の入
射方向が一定しない物体に反射信号装置として取付ける
のに適している。

この反射器は、また、比較的容易に製作することができ
る。

すなわち、この反射器の内面を成形するための金型は４
種類の比較的単純な形状のピンから作られるのである。

以下、これらのピンにつき詳述する。

第１５図は第１３図に示した反射器を模型的に拡大して
示した図面あって、４１．４１’が組となっている第１
の種類の反射素子を示し、４２が第２の種類の反射素子
を示し、４３が第３の反射素子を示している。

一方、このような反射素子を形成する金型のピンの形状
は次の通りである。

すなわち第１５図の素子のＱ列を形成するための第１の
種類のピン５１は、第１６図ａ、ｂに示したように、正
六角形柱の頂部に４個の面によって４本の稜線５１ａ、
５１ｂ、５１ｃ、５１ａを形成したものである。

そして、第１６図ａにおいて正六角形の対角線上に延び
る２本の稜線５１ａ、５１ｂによって隔てられたそれぞ
れ２個の面は互に直角に交わっており、これらの稜線は
ピン５１の中心軸線上においてそれぞれこの中心軸線に
５４°４４′の角度をなして互に交わっている。

第１５図の素子のＴ、Ｔ’列を形成するための第２の種
類のピン５２は、第１７図ａ、ｂに示したように、第１
の種類のピン５１と同一の太さを有する正六角柱の頂部
に２個の面によって１本の稜線５２ａを形成したもので
ある。

この稜線５２ａはピン５２の中心軸線に垂直な面上にあ
り、この稜線によって隔てられた２個の面はともにピン
の軸線に対して３５°１６′の角度をなしている。

そして、このピンの小径をａとし、２個の面の下端間の
ピン軸線方向の距離をｂとすると、ａとｂとの間にはｂ
＝３ａｔａｎ３０゜ｔａｎφなる関係が成立つように構
成されている。

第１５図の素子のＲ，Ｒ’列を形成するための第３の種
類のピン５３は、第１８図ａ、１に示したように、第１
の種類及び第２の種類のピンの正六角柱に合同な正六角
柱をその対向辺に相当する部分で分割した正六角柱半部
を互にφ＝１９°傾斜させて接合したものであって、そ
のテーパ形の頂部には２個の面によって１本の稜線５３
ａが形成されている。

この稜線は前記２個の正六角柱半部の軸線を含む面に対
して垂直に延びており、２個の面はそれぞれの面寄りの
六角柱半部の軸線に対して約３５°１６′の角度で傾斜
している。

第１５図の素子のＰ、Ｐ’列を形成するための第４の種
類のピン５４は、第１９図ａ、ｂに示したように、第１
の種類及び第２の種類のピンの正六角柱と同一の太さを
有する正六角柱の頂部に３個の互に直角に交わる面によ
って３本の稜線５４ａ、５４ｂ、５４ｃを形成したもの
であって、３本の稜線の交点はピン５４の中心軸線上に
位置し、第１９図ａにおいては各稜線が六角形の対角線
の半分と一致するように構成されている。

第１５図に示す如く、この反射器の第１の領域３１は第
４の種類のピン５４と第１の種類のピン５１とから構成
される金型で形成され得る。

すなわち、第１５図において符号Ｐで示した部分には第
４の種類のピン５４を同一方向に密接配置し、部分Ｐ′
には同種類のピンを１８０度回転させて密接配置し、こ
れらの間の部分Ｑには第１の種類のピン５１を縦一列に
密接配置することによって、金型のこの領域３１に対応
する部分がつくられるのである。

この領域３１と、第２の領域３２及び第３の領域３３と
の境界に相当する部分Ｒ，Ｒ’には、部分Ｐ、Ｐ’の最
外列に沿って第３の種類のピン５３を一列に密接配置す
る。

このとき、このピン５３の稜線５３ａが一直線状となる
よう留意する。

この第３の種類のピン５３の外側すなわち部分ｓ、ｓ’
には第１の種類のピン５１を一列に密接配置し、続いて
部分子、Ｔ’に第２の種類のピン５２を一列に密接配置
し、以下次々とこれらのピンの列を交互に密接配置する
。

このとき、第３の種類のピンがφ＝１９°のテーパ形で
あるので、このように配置された第１の種類のピン５１
と第２の種類のピン５２とは領域３１成形用の第１の種
類のピン５１及び第４の種類のピン５４に対してφ＝１
９°だけ傾斜することとなる。

また、第２の種類のピン５２はその稜線５２ａが一訝線
状となるとともに、この稜線５２ａをはさむ面のうち小
さい方の面が領域３１方向を向くように配列される。

この第２の種類のピン５２において、前記のようにｂ＝
３ａｔａｎ３０°ｔａｎφなる関係が設定されているの
は、上記のように第１の種類のピン５１の列とこの第２
の種類のピン５２の列とを交互に密接配置していくとき
に、第２の種類のピン５２の頂点の高さが領域３１にお
ける第４の種類のピン５４の頂点の高さとほぼ同じレベ
ル茶保ちながら、しかも隣接するピンの頂部の面が互に
段差なく接続されることを可能にするためである。

したがって、この第１の種類のピン５１と第２の種類の
ピン５２とによって、金型の領域３２．３３に対応する
部分が構成されるのである。

このようにして、第１３図に示した本発明の一実施例に
かかる反射器は、比較的単純な形状の４種類のピンを集
合させてつくることができるのである。

なお、第１３図に示した反射器以外の反射器であっても
、本発明にしたがうものであれば、第２の反射素子と第
３の反射素子とが、基本的には第１図乃至第３図に示し
た公知の反射素子を傾斜させて得られたものであるので
、第１６図乃至第１９図に例示したような少なくとも４
種類のピンを使用して当該反射器成形用の金型をつくる
ことができる。

上記の実施例からも明らかなように、本発明にしたがえ
ば、所望の反射性能特性、とくに広域反射性能特性を有
する反射器を得ることができる。

また、このような反射器を形成するための金型は比較的
容易につくることができるのである。

しかもこの金型は、段差を有することなく成形され、従
って金型により得られる素子も段差部は有さす、有効な
反射を行える。

本発明の反射器は、その反射性能が広域に及ぶので、つ
ねに揺動する物体に対しても有効に用いることができる
という効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は第１の種類の反射素子の一例を示し
、第１図は正面図、第２図は右側面図、第３図は下面図
である。 第４図は入射角θ＝１５゜のときの有効反射面を示し、
第５図はθの変化にともなう有効反射面の変化を示す表
である。 第６図及び第１図は第１の種類の反射素子の他の一例を
示し、第６図は正面図、第７図は下面図である。 第８図乃至第１１図は第２の種類の反射素子の一例を示
し、第８図は正面図、第９図は右側面図、第１０図は下
面図、第１１図は入射角θの変化にともなう有効反射面
の変化を示す表である。 第１２図は第１の種類の反射素子及び第２の種類の反射
素子の反射性能特性をあられすグラフである。 第１３図は本発明にしたがう反射器の一実施例を示す正
面図、第１４図は第１３図の反射器の反射性能特性をあ
られすグラフ、第１５図は第１３図の反射器における反
射素子の配列を模型的に拡大して示す説明図である。 第１６図乃至第１９図はそれぞれ第１３図の反射器成形
用の金型を構成する４種類のピンを示し、これらの図に
おけるａは上面図、ｂは側面図である。 第２０図は参考例のピン及び金型を示し、第２１図乃至
第２５図は該参考例に係る傾斜素子の作用を説明する参
考図である。 符号の説明、４１．４１′・・・・・・第１の種類の反
射素子、４２・・・・・・第２の種類の反射素子、４３
・・・・・・第３の種類の反射素子、５１・・・・・・
第１の種類のピン、５２・・・・−・第２の種類のピン
、５３・・・・・・第３の種類のピン、５４・・・・・
・第４の種類のピン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外部光線の入射する平坦な外面と、３種類の反射素
   子を複数個ずつ形成された内面とを備え、第１の種類の
   反射素子は互に垂直こ交わる３個の面からなり、これら
   の面に対して同じ角度をなす直線が前記外面に対して垂
   直となるように配置され、 第２の種類の反射素子は互に垂直に交るる３個の面から
   なる第１部分と互に垂直をなす別の３個の面からなる第
   ２部分とからなり、第１部分と第２部分とは第１部分の
   ３個の面に対して同じ角度をなす直線と第２部分の３個
   の面に対して同じ角度をなす直線とがともに両面線を含
   む面内で一定方向に一定角度傾斜するとともにひとつの
   面を互に対向させるような仕方で配置され、かつこれら
   の対向面の境界線から第２部分の前記直線までの距離は
   該境界線から第１部分の前記直線までの距離より両面線
   を含む面上における長さにおいて長くなるように構成さ
   れ、この結果正面から見た場合対向する面の内箱２部分
   の面は第１部分の面の５角形よりも前記境界線に直角な
   方向における長さが長い５角形状に見えるように構成さ
   れており、第３の種類の反射素子は前記第２の種類の反
   射素子を前記外面に平行な面上で１８０度旋回させてな
   る反射素子である、再帰反射器。 ２ 第１項に記載の再帰反射器を成形するための金型で
   あって、少なくとも４種類のピンを複数個ずつ組合せて
   なり、 第１の種類のピンは六角形の断面をもち、その頂部には
   ４個の面によって４本の稜線が形成され、そのうち１本
   の稜線をはさむ２個の面は互に直角に交わり、対向する
   １本の稜線をはさむ他の２個の面も互に直角に交わり、
   これらの直角稜線は当該ピンの軸線を含む面上にあって
   ともにピンの軸線に対して約５４°４４′の角度をなし
   、第２の種類のピンは六角形の断面をもち、その頂部に
   は互にともにピンの軸線に対して約３５゜１６′の角度
   をなして交わる２個の面によって１本の稜線が形成され
   、この稜線は当該ピンの軸線に対して垂直な面上にある
   とともに該２個の面の内の一方は他方よりも広い面積に
   構成され、第３の種類のピンは互に軸線を一定角度傾斜
   させた２個の六角柱半部を組合せて１本のテーパ形の六
   角柱としたものであって、その先細となった頂部には２
   個の面によって１本の稜線が形成されており、この稜線
   は前記２固の六角柱半部の軸線を含む面に対して垂直に
   延びており、２個の面はそれぞれの面寄りの六角柱半部
   の軸線に対して約３５°１６′角度をなして傾斜し、 第４の種類のピンは公知のピンであって特許請求の範囲
   第１項に記載の第１の種類の反射素子の集合部分の少な
   くとも一部を成形するものであり、このように該第１の
   種類の反射素子の集合部分を成形するために集合配置さ
   れた少なくとも前記第４の種類のピンを含むピンの集合
   体の対向縁部に隣接して前記第３の種類のピンが一列に
   密接配置され、この第３の種類のピンの列に隣接して前
   記第１の種類のピンの列及び前記第２の種類のピンの列
   が次々と交互に密接配置され、このとき、第３の種類の
   ピンの稜線と第２の種類のピンの稜線とはそれぞれの列
   において１本の連続した直線となり、かつこれらの直線
   は互に平行となるように構成され、第１の種類のピンに
   おける２本の直角稜線を含む面はこれらの直線を横切る
   ように構成されている、前記金型。