JPS585404B2 - 再帰反射器 - 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に関する。

この種の反射器は、外部光線の入射する平坦な外面と、
複数個の反射素子を形成された内面とを備える透明板か
らなるのが通常である。

第１図乃至第３図には、このような反射器において使用
されている公知の反射素子の一例を示した。

この反射素子Ａは、互に直角に交わる３個の矩形面１・
２・３・４，１・４・５・６，１・６・７・２からなっ
ている。

そして、これらの矩形面は、３つの面のすべてに対して
同一角度（３５°１６’）で傾斜する直線つまり所謂素
子の軸が外面に垂直となるように配置されている。

また、これらの矩形面はすべて互に合同であって、前記
直線方向から見たときに反射素子Ａの輪郭２・３・４・
５・６・７が正六角形となるように構成されている。

このような反射素子Ａ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、一つの面で全反射し
、次いで別の面で全反射して出射するか、あるいはさら
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
射器に入射する光線である。

すなわち、ある一定の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、すなわち有効反射
面の面積に比例するのである。

第４図に示した図形は、屈折率１．５の反射素子Ａにお
ける入射角θ＝１６°２５′（左方向）のときの有効反
射面である。

したがって、このθを次次と変化させて有効反射面の面
積を計算すれば、入射角θの変化にともなう反射性能の
変化を知ることができる。

このようにして反射性能の変化を調べると、第１図乃至
第３図に示した反射素子Ａの場合には、θ＝０°のとき
の反射性能が最大であって、θが左方向に変化すると反
射性能は漸減し、θが右方向に変化すると反射性能は漸
減した後１９°３６′で臨界点に達して反射性能は激減
する。

つまり、この反射素子の反射性能はかなり偏ったものと
なるのである。

このため、従来の反射器においては、第１図乃至第３図
に示した反射素子Ａは、この反射素子を外面に平行な面
上で１８０°旋回させた反射素子Ａ′と組合せられて使
用されている。

このようにして構成された反射器Ｉは、したがって、第
５図に線Ｉで示したような反射性能特性を有することと
なる。

このグラフから明らかなように、この従来の反射器Ｉは
左右対称な反射性能を有してはいるが、左右２０°付近
で反射性能が激減する。

したがって、この反射器■は自動車の後部信号装置にお
いて使用される場合など、入射光線の方向が一定してい
るときには、有効に作用することができるが、自転車や
海上のブイ等のようにつねに揺動する物体における信号
装置や、道路用マーカーなどのように取付面からかなり
傾斜した方向からの光線を有効に再帰反射しなければな
らない場合においては、使用することができない。

このため、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２３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２４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２５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２６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２７図は素子が上下傾斜の場合であり、同じく第２８
図の如き反射無効部が生じる（各図中、Ｖｑ）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。

ｏ、ｏ’、ｏ“は点位置を示す。

第２５図は正面形状と一方の側断面を示し、第２７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、金型の製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。

本発明の目的は、新規な反射素子を提供してこの反射素
子を単独で、あるいは他の公知の反射素子と組合せるこ
とによって、反射性能低下という問題を生じさせること
なく所望の反射性能特性を呈し得る再帰反射器を得るこ
とにある。

第６図乃至第８図には、本発明にしたがう反射素子の一
実施例を示した。

この反射素子Ｂは、互に垂直に交わる３個の面イ（１１
・１６・１７・１８）、口（１１・１８・１９・１２）
、ハ（１１・１２・１３・１４・１５・１６）からなっ
ている。

これらの面のうちイと口とは互に合同な矩形面である。

また、これらの３個の面は３面のすべてに対して同一角
度（３５°１６′）をなす直線つまり所謂素子の軸が反
射器外面への垂線に対して、稜線１１・１８を含む面内
でφ＝７°だけ傾斜するような仕方で反射器内面上に形
成されている。

そして、この直線方向から見た場合に、反射素子Ｂの輪
郭１３・１４・１５・１７・１８・１９が正六角形をな
すように構成されており、隣接する同種の反射素子と密
接するように配置されている。

かつこの方向で見た場合、第６図に示すように、このよ
うな正六角形を構成するイ・口・ハの３面は、その内イ
・口の２面が菱形をなし、ハの面は菱形の上下の双方の
鋭角部が横に切削された六角形状をなす如く見えるもの
である。

このようなイ・口・ハの３面によって、上記輪郭が正六
角形で見えるように構成されることになる。

第９図に示した図形は、屈折率１．５の反射素子Ｂにお
ける入射角θ＝１０°３２′のときの有効反射面の形状
である。

この入射角を次々と変化させて、有効反射面の変化の状
態を調べると第１０図に示したようになる。

同図において、マイナスで示したのは右方向の傾斜角度
である。

したがって、この反射素子Ｂを使用して前記した従来の
反射器Ｉと同一の面積を有する反射器■をつくると、そ
の反射性能特性は、第１７図に線■で示したようになる
。

すなわち、この反射器■は左方向２０°付近に反射性能
のピークを有し、θの左方向への変化時には漸減し、右
方向への変化時には漸減した後θ＝１０°（右方向）付
近で臨界点に対して激減するのである。

この反射性能特性曲線は、従来の反射器Ｉの反射性能の
ピークを１００として示したものであるが、３０を超え
る反射性能を示す範囲は約６０°に亘っており、反射器
Ｉの４０°よりもかなり広くなっている。

したがって、この反射器■は道路用マーカーなどのよう
な取付面から傾斜した入射光線を再帰反射するための信
号装置に使用するに適している。

そして、このような信号装置に使用した場合には、有効
反射範囲が広いので、安全性が高い。

また、本発明にしたがえば、反射素子の３面に対して同
一角度をなす直線の反射器外面への垂直に対する傾斜角
度φの設定は自由である。

したがって、この傾斜角度φを変えることによって、反
射性能特性曲線のピークの位置をある程度自由に設定す
ることができ、使用目的に合った反射器を得ることがで
きる。

第１１図乃至第１３図には、その一例としてφ＝１１°
にした反射素子Ｃを示した。

この反射素子においては、φが変化したことにより、辺
１２′・１３′及び辺１５′・１６′が反射素子Ｂにお
ける辺１２・１３及び辺１５・１６よりも長くなり、辺
１６′・１７′及び辺１９′・１２′が辺１６・１７及
び辺１９・１２よりも短くなっていることに留意された
い。

第１４図は、この反射素子における入射角θ＝１６°２
５′における有効反射面の形状を示しており、第１５図
はθの変化にともなう有効反射面の変化を示している。

したがって、この反射素子Ｃを使して反射器Ｉまたは■
と同一の大きさの反射器■をつくると、その反射器■の
反射性能特性は第１９図に線■で示したようになる。

すなわち、この反射器■は左方向３０°付近に反射性能
のピークを有し、θの左方向への変化時には漸減し、右
方向への変化時には漸減した後θ＝３°（右方向）付近
で臨界点に達して激減するのである。

つまり、この反射器■は反射器■よりもさらに左方向か
らの入射光線を有効に反射するものなのである。

本発明にしたがえば、上記の反射素子ＢまたはＣと、こ
の反射素子を反射器外面に平行な面内で１８０度旋回し
た反射素子Ｂ′またはＣ′とを同数ずつ組合せて、一個
の新規な反射素子を得ることができる。

第１６図は反射素子Ｂと反射素子Ｂ′とを組合せてなる
反射器ｎ＋ｍ’／２を模型的に示したものであって、反
射器Ｉ、Ｉまたは■と同一の大きさを有し、その内面の
左半分の領域２１には反射素子Ｂが形成され、右半分の
領域２２には反射素子Ｂ′が形成されている。

つまり、左半分２１と右半分２２とは中央面２３を中心
として面対称となっているのである。

したがって、この反射器ｎ＋ｎ’／２の反射性能特性は
、第１７図に線■＋■′／２で示したように、反射器■
の反射性能特性曲線を半分にしたものＩ／２と、これを
縦軸を中心として対称に移したもの■／７２との合成し
たものであられされるのである。

このグラフＩ＋ｎ’／２から明らかなように、この反射
器１＋Ｉ’／２は左右対称な反射性能を有し、しかも、
約７０度の範囲に亘って従来の反射器Ｉのピークの３０
％以上の反射性能を有しているのである。

また、θ＝０°を中心として左右１０度の間にほとんど
均一の反射性能を有している。

したがって、この反射器ｎ＋Ｉ’／２は海上のブイなど
のように、つねに揺動する物体に取付けて信号装置とし
て使用するのに適している。

この反射器の大きさを１．４３倍にすると、第１７図に
線１．４３（Ｉ＋Ｉ’）／２で示したように、θ＝０°
における反射性能が従来の反射器Ｉと同一となり、反射
器全体の反射性能もいちだんと向上する。

さらに、本発明にしたがえば、本発明の反射素子と公知
の反射素子とを組合せて、広範囲に亘って安定した反射
性能を有する反射器をつくることができる。

第１８図はその一例を模型的に図示したものであって、
反射器Ｉ、■または■と同一の大きさを有し、その内面
の中央部の帯状の領域３１には従来の反射素子Ａ及びＡ
′が形成され、その左側の領域３２には本発明の反射素
子Ｃが形成され、右側の領域３３にはこの反射素子Ｃを
反射器外面に平行な面上で１８０度旋度旋せた反射素子
Ｃ′が形成されている。

そして、領域３１の面積は反射器全体の５分の１、領域
３２及び３３の面積はそれぞれ反射器全体の５分の２と
なるように構成されている。

したがって、この反射器１＋２（Ｉ＋Ｉ’）１５の反射
性能特性は、第１９図に線Ｔ＋２（Ｉ＋Ｉ’）１５で示
したように、反射器Ｉの反射性能特性曲線を５分の１に
したもの１１５と、反射器■の反射性能特性曲線を５分
の■にしたもの２■１５と、これを縦軸を中心として対
称に移したもの２Ｎ’１５とを合成したものであられさ
れるのである。

このグラフから明らかなように、この反射器Ｉ＋２（Ｉ
＋ｌ’）１５は左右対称な反射性能を有し、しかも約７
０度の範囲に亘って従来の反射器Ｉのピークの３０％以
上の反射性能を有しているのである。

したがって、この反射器は海上のブイや自転車などのよ
うな光線の入射方向の一定しない物体に取付けて信号装
置として使用するのに適している。

この反射器の大きさを１．６４倍にすると、第１９図に
線１．６４（Ｉ＋２（ｌ＋１’））１５で示したように
、θ＝０°における反射性能が従来の反射器Ｉと同一に
なり、反射器全体の反射性能もいちだんと向上する。

また、３個の領域３１，３２．３３の面積比を変えるこ
とによって、反射性能特性を所望のとおりに調節するこ
とができる。

また、反射素子Ｃ２Ｃ′のかわりに反射素子Ｂ、Ｂ’を
使用すれば反射性能特性もそれに応じて変わる。

もちろん、反射素子の傾斜角度φは７度、１１度以外に
自由に設定することができるので、そのような反射素子
を適宜採用することによって、選択できる反射性能特性
のバリエーションをさらに豊かにすることができる。

本発明の反射素子を使用した反射器成形用の金型は、容
易に製作することができる。

例えば、反射器Ｉ＋Ｉ’／２を成形するための金型につ
いて説明すると、領域２１，２２のうち、境界部分Ｑを
のぞく部分Ｐ、Ｐ’は第２０図に示した一種類のピン４
１を密接集合した金型部分によって成形される。

このピン４１は、反射素子Ｂの輪郭１３・１４・１５・
１７・１８・１９と同一の大きさの正六角形の断面を有
し、その頂部には互に直角に交わる３個の面によって３
本の稜線４１ａ、４１ａ。

４１ｃが形成されている。

これらの３個の面はピンの軸線に関して同一角度（３５
°１６′）で傾斜している。

３本の稜線のうちの１本の稜線４１ａの足はピン側面に
あられれている６本の稜のうちの１本の積上に位置して
おり、残りの２本の稜線４１ｂ、４１ｃは互に等しい長
さを有している。

また、稜線４１ａは稜線４１ｂ、４１ｃよりも短くなる
ように構成されている。

そして、すべてのピン４１はその軸線と稜線４１ａとを
含む面が成形すべき反射器の外面に垂直である状態でそ
の軸線を反射器外面への垂線に対して稜線４１ａとは逆
方向にφ−γ°だけ傾斜させられた状態で密接集合され
るのである。

このとき、ピンの頂部面がピンの軸線方向に段差を生じ
ないように、稜線４１ａに垂直な方向のピンの径をａと
し、稜線４１ａに接する頂部面の最下点と稜線４１ａに
対向する頂部面の最下点との間のピン軸線方向への距離
をｂとしたときに、 ｂ＝１．５ａｔａｎ３０°ｔａｎφ なる関係が成り立つように寸法設定されている。

境界部分Ｑは第２１図に示したピン４２を縦方向に一列
に配置してなる金型部分によって成形される。

このピン４２は、ピン４１と同一の大きさの正六角柱を
その対向側面の中央部に沿って２個に分割し、こうして
得られた２個の正六角柱半部を互に２φだけ傾斜させて
結合して得られるものであって、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４２ａが形成されてい
る。

各面は当該面が属する正六角形半部の軸線に関して３５
°１６′傾斜している。

そして、稜線３２ａは、両正六角形半部の軸線を含む面
に垂直となっている。

そして、このピンは、この稜線４２ａが一直線となるよ
うに配置されるのである。

反射器Ｉ＋２（Ｉ＋Ｉ’）１５を成形するための金型の
場合には、前記のピン４２による金型部分のかわりに、
従来の反射素子Ａ、Ａ’からなる反射器の領域３１を成
形するための公知の金型部分と、第２２図に示したピン
４３による金型部分とを配置すればよいのである。

すなわち、ピン４３は領域３１と領域３２及び３３との
境界部分Ｒ，Ｒ’にそれぞれ縦一列に配置されるもので
あって、ピン４２における両正六角形半部の傾斜角度を
φにしたものである。

ｔも、領域３２．３３の主要部分ｓ、ｓ’を成形するた
めの金型部分を構成するピンはピン４１と全く同一のも
のではなく、φの変化にともなって、ｂ＝１．５ａｉａ
ｎ３０°ｔａｎφにしたがって、ｂの寸法の変化したも
のである。

上述の如く、本発明の再帰反射器は、比較的製作容易で
、しかも素子に段差部を生じさせない成形用金型で製作
でき、その反射性能はきわめて優秀であり、つねに揺動
する物体に付しても有効に用いることができるという効
果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は従来の反射器の反射素子を示し、第
１図は正面図、第２図は第１図のＨ−ｎ線断面図、第３
図は第１図のｍ−ｎ線断面図、第４図は入射角θのとき
の有効反射面の形状の説明図である。 第５図はこの反射素子を使用した反射器の反射性能特性
をあられすグラフである。 第６図乃至第１０図は本発明の反射器の反射素子の一例
を示し、第６図は正面図、第７図は右側面図、第８図は
下面図、第９図は入射角θのときの有効反射面の形状の
説明図、第１０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１１図乃至第１５図は本発明の反射器の反射素子の他
の例を示し、それぞれ第６図乃至第１０図に対応してい
る。 第１６図及び第１８図はそれぞれ本発明の反射器の一例
を示している。 第１７図及び第１９図はともに本発明の反射器の反射性
能特性をあられすグラフである。 第２０図乃至第２２図はそれぞれ本発明の反射器成形用
の金型を構成するピンを示し、ａは上面図、ｂは側面図
である。 第２３図は参考例のピン及び金型を示し、第２４図乃至
第２８図は該参考例に係る傾斜素子の作用を説明する図
面である。 Ｂ、Ｂ’、Ｃ，Ｃ’・・・・・反射素子、イ、口、ハ・
・・・・・面。

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、複数個の反射素
   子を形成された内面とを備え、各反射素子は互に直角に
   交わる３個の面からなり、これら３個の面は３個の面す
   べてに同一角度をなす直線が３個の面のうち２個の面の
   交線を含む面内で前記外面に関して一定方向に一定角度
   傾斜するように配置され、かつ前記直線方向から見た場
   合に各反射素子の輪郭が正六角形をなしていて密接配置
   されるとともに該正六角形を構成する前記３個の面の内
   ２個は菱形をなし他の１個は菱形の双方の鋭角部が切削
   された六角形状をなして見えるように形成されている、
   再帰反射器。 ２ 外部光線の入射する平坦な外面と、複数個の反射素
   子を形成された内面とを備え、これらの反射素子のうち
   第１の種類の反射素子は前記第１項に記載の反射素子と
   同一であり、第２の種類の反射素子は第１の種類の反射
   素子を外面に平行な面上で１８０°旋回させたものであ
   り、かかる第１、第２の種類の反射素子を備えている、
   再帰反射器。