JPWO2018139035A1 - 再帰性反射体及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
再帰性反射体１０は、三角波状に並べて配置された第１、第２の傾斜反射面１３、１４と、第１、第２の傾斜反射面１３、１４に対して直交し、所定間隔で設けられた垂直反射面１６とを有する透明材からなる再帰反射部１１と、第１、第２の傾斜反射面１３、１４を横切って被さり、外部からの光を垂直反射面１６側に屈曲させる三角プリズム部１２とを有する。再帰性反射体の製造方法は、三角プリズム部１２を表側に、第１、第２の傾斜反射面１３、１４が形成される三角波部１５と、三角波部１５を横切って垂直反射面１６が形成される横溝１７を裏側に有する透明樹脂からなる成型母材を、インジェクション成型又はプレス成型によって製造する工程を有する。
Description
本発明は、入射光と反射光が略同一の経路を通過する再帰性反射体及びその製造方法に関する。
透明球体や３面コーナーキューブを用いた再帰性反射体は、入射光と反射光の方向が略一致するため、交通標識や画像投影装置（特許文献１参照）等に応用されている。
この再帰性反射体には、透明球体を用いるよりも３面コーナーキューブを用いた方が、より強い反射光が得られることが知られている。
また、特許文献２には、直角配置された第１、第２の傾斜面と、第１、第２の傾斜面に同時に直交する直角面とを多数有する凹凸面を基材に形成し、更に凹凸面に金属蒸着を行って、第１、第２の傾斜反射面及び垂直反射面とする技術が開示されている。
この再帰性反射体には、透明球体を用いるよりも３面コーナーキューブを用いた方が、より強い反射光が得られることが知られている。
また、特許文献２には、直角配置された第１、第２の傾斜面と、第１、第２の傾斜面に同時に直交する直角面とを多数有する凹凸面を基材に形成し、更に凹凸面に金属蒸着を行って、第１、第２の傾斜反射面及び垂直反射面とする技術が開示されている。
しかしながら、３面コーナーキューブは立方体の角を切り出した形状をしているため、微小の３面コーナーキューブが多数均一に並べられた再帰性反射体を形成するには、複雑な形状を有する金型を使用する必要があり、複数のサイズの再帰性反射体の製造が難しいという問題があった。
また、特許文献２の技術はこの問題を解決し、製造が容易であると利点があり、実験によると、特許文献２記載の再帰性反射体においては、強い反射効率を得ることができるが、第１、第２の傾斜反射面及び垂直反射面によって形成される中心軸が第１、第２の傾斜反射面の交線に対して約５４．７度傾き、このように入射角の中心軸が傾いているので、強い反射率を得るには傾けて使用する必要があり、再帰性反射体の使用効率が低下するという問題があった。
また、特許文献２の技術はこの問題を解決し、製造が容易であると利点があり、実験によると、特許文献２記載の再帰性反射体においては、強い反射効率を得ることができるが、第１、第２の傾斜反射面及び垂直反射面によって形成される中心軸が第１、第２の傾斜反射面の交線に対して約５４．７度傾き、このように入射角の中心軸が傾いているので、強い反射率を得るには傾けて使用する必要があり、再帰性反射体の使用効率が低下するという問題があった。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、再帰性反射体の面の使用効率がよく、比較的製造が容易な再帰性反射体及びその製造方法を提供することを目的とする。
前記目的に沿う第１の発明に係る再帰性反射体は、三角波状に並べて配置された第１、第２の傾斜反射面と、該第１、第２の傾斜反射面に対して直交し、所定間隔で設けられた垂直反射面とを有する透明材からなる再帰反射部と、前記第１、第２の傾斜反射面を横切って被さり、外部からの光を前記垂直反射面側に屈曲させる三角プリズム部とを有する。
第２の発明に係る再帰性反射体は、第１の発明に係る再帰性反射体において、該再帰性反射体の材料に屈折率が１．５以上の高屈折率材料を用い、前記第１、第２の傾斜反射面及び前記垂直反射面は全反射を利用して形成されている。
第３の発明に係る再帰性反射体は、第１の発明に係る再帰性反射体において、前記第１、第２の傾斜反射面及び前記垂直反射面は鏡面反射を利用して形成されている。
第４の発明に係る再帰性反射体の製造方法は、第２の発明に係る再帰性反射体の製造方法であって、
並べて配置された前記三角プリズム部を表側に、前記第１、第２の傾斜反射面が形成される三角波部と、該三角波部を横切って前記垂直反射面が形成される横溝を裏側に有する透明樹脂からなる成型母材を、インジェクション成型又はプレス成型によって製造する工程を有する。
並べて配置された前記三角プリズム部を表側に、前記第１、第２の傾斜反射面が形成される三角波部と、該三角波部を横切って前記垂直反射面が形成される横溝を裏側に有する透明樹脂からなる成型母材を、インジェクション成型又はプレス成型によって製造する工程を有する。
第５の発明に係る再帰性反射体の製造方法は、第１又は第３の発明に係る再帰性反射体の製造方法であって、
並べて配置された前記三角プリズム部を表側に、前記第１、第２の傾斜反射面が形成される三角波部と、該三角波部を横切って前記垂直反射面が形成される横溝を裏側に有する透明樹脂からなる成型母材を、インジェクション成型又はプレス成型によって製造する第１工程と、
前記成型母材の裏面側に金属蒸着又はスパッタリングによって金属皮膜を形成し、前記第１、第２の傾斜反射面及び前記垂直反射面を形成する第２工程とを有する。
並べて配置された前記三角プリズム部を表側に、前記第１、第２の傾斜反射面が形成される三角波部と、該三角波部を横切って前記垂直反射面が形成される横溝を裏側に有する透明樹脂からなる成型母材を、インジェクション成型又はプレス成型によって製造する第１工程と、
前記成型母材の裏面側に金属蒸着又はスパッタリングによって金属皮膜を形成し、前記第１、第２の傾斜反射面及び前記垂直反射面を形成する第２工程とを有する。
第６の発明に係る再帰性反射体の製造方法は、第２の発明に係る再帰性反射体の製造方法であって、
並べて配置された前記三角プリズム部が表側に、該三角プリズム部を連結する透明樹脂からなる第１の板状部が裏側に形成された第１のブロックと、透明樹脂からなる第２の板状部を表側に、前記第１、第２の傾斜反射面が形成される三角波部、及び、該三角波部を横切って前記垂直反射面が形成される横溝を裏側に有する第２のブロックを、それぞれインジェクション成型又はプレス成型によって製造する第１工程と、
前記第１のブロックと前記第２のブロックを、前記第１の板状部及び前記第２の板状部を介して一体的に連結する第２工程とを有する。
並べて配置された前記三角プリズム部が表側に、該三角プリズム部を連結する透明樹脂からなる第１の板状部が裏側に形成された第１のブロックと、透明樹脂からなる第２の板状部を表側に、前記第１、第２の傾斜反射面が形成される三角波部、及び、該三角波部を横切って前記垂直反射面が形成される横溝を裏側に有する第２のブロックを、それぞれインジェクション成型又はプレス成型によって製造する第１工程と、
前記第１のブロックと前記第２のブロックを、前記第１の板状部及び前記第２の板状部を介して一体的に連結する第２工程とを有する。
第７の発明に係る再帰性反射体の製造方法は、第１又は第３の発明に係る再帰性反射体の製造方法であって、
並べて配置された前記三角プリズム部が表側に、該三角プリズム部を連結する透明樹脂からなる第１の板状部が裏側に形成された第１のブロックと、透明樹脂からなる第２の板状部を表側に、前記第１、第２の傾斜反射面が形成される三角波部、及び、該三角波部を横切って前記垂直反射面が形成される横溝を裏側に有する第２のブロックを、それぞれインジェクション成型又はプレス成型によって製造する第１工程と、
前記第１のブロックと前記第２のブロックを、前記第１の板状部及び前記第２の板状部を介して一体的に連結する第２工程と、
前記第１工程又は前記第２工程の後に、前記第２のブロックの裏面側に金属蒸着又はスパッタリングによって金属皮膜を形成し、前記第１、第２の傾斜反射面及び前記垂直反射面を形成する第３工程とを有する。
並べて配置された前記三角プリズム部が表側に、該三角プリズム部を連結する透明樹脂からなる第１の板状部が裏側に形成された第１のブロックと、透明樹脂からなる第２の板状部を表側に、前記第１、第２の傾斜反射面が形成される三角波部、及び、該三角波部を横切って前記垂直反射面が形成される横溝を裏側に有する第２のブロックを、それぞれインジェクション成型又はプレス成型によって製造する第１工程と、
前記第１のブロックと前記第２のブロックを、前記第１の板状部及び前記第２の板状部を介して一体的に連結する第２工程と、
前記第１工程又は前記第２工程の後に、前記第２のブロックの裏面側に金属蒸着又はスパッタリングによって金属皮膜を形成し、前記第１、第２の傾斜反射面及び前記垂直反射面を形成する第３工程とを有する。
第８の発明に係る再帰性反射体の製造方法は、第６又は第７の発明に係る再帰性反射体の製造方法において、前記第１の板状部及び前記第２の板状部には、連結時に位置合わせを行う位置合わせ手段が設けられている。
第９の発明に係る再帰性反射体の製造方法は、第５又は第７の発明に係る再帰性反射体の製造方法において、前記三角波部に前記第１、第２の傾斜反射面、及び前記横溝に前記垂直反射面を形成した後に、前記三角波部の空洞部分と前記横溝内に樹脂を充填する。
本発明に係る再帰性反射体は、第１、第２の傾斜反射面を横切って被さり、外部からの光を垂直反射面側に屈曲させる三角プリズム部を有するので、再帰性反射体の入光側の光軸線が、再帰性反射体の面に対してより垂直に近い側に位置し、再帰性反射体の受光面に対する使用効率が大きくなる。
本発明に係る再帰性反射体の製造方法は、並べて配置された三角プリズム部と、第１、第２の傾斜反射面が形成される三角波部、及び、垂直反射面が形成される横溝（即ち、成型母材又は第１、第２のブロック）を、インジェクション成型又はプレス成型によって製造するので、製造が容易となり、安価に大量生産できる。
本発明に係る再帰性反射体の製造方法は、並べて配置された三角プリズム部と、第１、第２の傾斜反射面が形成される三角波部、及び、垂直反射面が形成される横溝（即ち、成型母材又は第１、第２のブロック）を、インジェクション成型又はプレス成型によって製造するので、製造が容易となり、安価に大量生産できる。
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施例につき説明し、本発明の理解に供する。
図１（Ａ）、（Ｂ）、図２に示すように、本発明の第１の実施例に係る再帰性反射体１０は、全体が透明材（材料）からなって、再帰反射部１１と、この再帰反射部１１に被さる三角プリズム部１２とを有し、正面から光を受けて再帰性反射を行い、従来よりも強い反射光が得られ、比較的製造が容易なものである。なお、図１中のＲ１〜Ｒ５は、入射光Ｌ１の入射から反射までの光の経路を示している。
以下、詳しく説明する。
図１（Ａ）、（Ｂ）、図２に示すように、本発明の第１の実施例に係る再帰性反射体１０は、全体が透明材（材料）からなって、再帰反射部１１と、この再帰反射部１１に被さる三角プリズム部１２とを有し、正面から光を受けて再帰性反射を行い、従来よりも強い反射光が得られ、比較的製造が容易なものである。なお、図１中のＲ１〜Ｒ５は、入射光Ｌ１の入射から反射までの光の経路を示している。
以下、詳しく説明する。
再帰反射部１１は、それぞれの面が直交して三角波状に配列された第１、第２の傾斜反射面１３、１４が形成される三角波部１５と、この三角波部１５を所定間隔で横切って（平面視して直交して）第１、第２の傾斜反射面１３、１４に対して直交する垂直反射面１６が形成される複数の横溝１７を有するものである。
三角プリズム部１２は、第１、第２の傾斜反射面１３、１４を横切って（平面視して直交して）再帰反射部１１に被さり、外部からの光を垂直反射面１６側に屈曲させるものである。
三角プリズム部１２は、第１、第２の傾斜反射面１３、１４を横切って（平面視して直交して）再帰反射部１１に被さり、外部からの光を垂直反射面１６側に屈曲させるものである。
上記した再帰反射部１１と三角プリズム部１２をそれぞれ構成する透明材（材料）は、一体不可分（分離不可能）となって成型母材を構成している。このため、成型母材は、その表側に三角プリズム部１２を、その裏側に三角波部１５と横溝１７を、それぞれ有している。
この透明材には、熱可塑性又は熱硬化性の透明プラスチック（透明樹脂）を使用できるが、ガラス、その他の透明素材（例えば、セラミック）等を用いることもできる。なお、透明材に透明プラスチックを用いる場合は、成型母材をインジェクション成型又はプレス成型により一体成形する。また、三角プリズム部１２をセラミック又は熱硬化性プラスチック等成型の困難な材料で構成する場合は、三角プリズム部と再帰反射部を分離して形成してもよい。なお、三角プリズム部１２の頂部に、図示しない微小平面部１２ａを設けるのが好ましい。微小平面部１２ａの幅は三角プリズム１２のピッチの０．００２〜０．１程度とするのがよい。
この透明材には、熱可塑性又は熱硬化性の透明プラスチック（透明樹脂）を使用できるが、ガラス、その他の透明素材（例えば、セラミック）等を用いることもできる。なお、透明材に透明プラスチックを用いる場合は、成型母材をインジェクション成型又はプレス成型により一体成形する。また、三角プリズム部１２をセラミック又は熱硬化性プラスチック等成型の困難な材料で構成する場合は、三角プリズム部と再帰反射部を分離して形成してもよい。なお、三角プリズム部１２の頂部に、図示しない微小平面部１２ａを設けるのが好ましい。微小平面部１２ａの幅は三角プリズム１２のピッチの０．００２〜０．１程度とするのがよい。
再帰反射部１１を形成する三角波部１５は、断面が直角二等辺三角形状となって、直角配置された第１、第２の傾斜面１８、１９を有し、この第１の傾斜面１８と第２の傾斜面１９が交互に連続形成されている。
この第１、第２の傾斜面１８、１９の裏面（空洞側）の粗さＲａは、例えば、１０〜１００ｎｍ程度であり、その裏面に金属皮膜が形成されて第１、第２の傾斜反射面１３、１４がそれぞれ形成される。
この第１、第２の傾斜面１８、１９の裏面（空洞側）の粗さＲａは、例えば、１０〜１００ｎｍ程度であり、その裏面に金属皮膜が形成されて第１、第２の傾斜反射面１３、１４がそれぞれ形成される。
再帰反射部１１を形成する横溝１７は、断面が台形状となって、垂直配置された垂直面２０を有し、その内幅が下方（三角プリズム部１２とは反対方向）へ向けて拡幅している。これによって、金型による成型が容易となる。なお、横溝１７は、その断面が、鋭角αの角度を有し、その内幅が下方へ向けて拡幅した形状（断面三角形状）でもよい。
この垂直面２０の裏面の粗さＲａは、例えば、１０〜１００ｎｍ程度であり、その裏面に金属皮膜が形成されて垂直反射面１６が形成される。
この垂直面２０の裏面の粗さＲａは、例えば、１０〜１００ｎｍ程度であり、その裏面に金属皮膜が形成されて垂直反射面１６が形成される。
ここで、拡幅した横溝１７の最大幅Ｐ１は、横溝１７のピッチＰ２の例えば０．１〜０．５倍にするのが好ましい。
また、横溝１７の深さＤ１は、第１、第２の傾斜面１８、１９によって形成される谷部（「空洞部分２１」と称する）の深さＤ２の０．５〜２倍（より好ましくは０．９〜１．５倍）にするのが好ましい。
そして、第１、第２の傾斜面１８、１９の幅Ｗは、横溝１７のピッチＰ２の例えば０．５〜３倍にするのが好ましい。
また、横溝１７の深さＤ１は、第１、第２の傾斜面１８、１９によって形成される谷部（「空洞部分２１」と称する）の深さＤ２の０．５〜２倍（より好ましくは０．９〜１．５倍）にするのが好ましい。
そして、第１、第２の傾斜面１８、１９の幅Ｗは、横溝１７のピッチＰ２の例えば０．５〜３倍にするのが好ましい。
上記した第１、第２の傾斜反射面１３、１４は、高反射率を有する金属（例えば、Ａｇ（銀）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｔｉ（チタン）、Ｃｒ（クロム）等）を三角波部１５（第１、第２の傾斜面１８、１９）の裏面に、蒸着やスパッタリングして形成された金属皮膜（金属光反射面）により構成されている。
なお、金属皮膜で構成される第１、第２の傾斜反射面１３、１４の厚みは極めて薄いが、図１（Ａ）、（Ｂ）においては説明の便宜上、厚みを厚くして図示している（以下同様）。
なお、金属皮膜で構成される第１、第２の傾斜反射面１３、１４の厚みは極めて薄いが、図１（Ａ）、（Ｂ）においては説明の便宜上、厚みを厚くして図示している（以下同様）。
また、垂直反射面１６も、高反射率を有する金属を横溝１７（垂直面２０）の内面に、蒸着やスパッタリングして形成された金属皮膜により構成されている。なお、垂直面２０と対向する溝傾斜面２２は、非反射面処理（例えば、梨地処理）し、反射面として作用しないようにしておくのがよい。
この金属皮膜で構成される垂直反射面１６も、上記した第１、第２の傾斜反射面１３、１４と同様、図１（Ａ）、（Ｂ）においては説明の便宜上、厚みを厚くして図示している。
この金属皮膜で構成される垂直反射面１６も、上記した第１、第２の傾斜反射面１３、１４と同様、図１（Ａ）、（Ｂ）においては説明の便宜上、厚みを厚くして図示している。
このように、第１、第２の傾斜反射面１３、１４と垂直反射面１６は、金属皮膜による鏡面反射を利用して形成されているが、全反射（入射光が透過しない）を利用して形成することもできる（即ち、上記した金属皮膜を使用しない）。
この場合、再帰性反射体（再帰反射部）の材料に屈折率が１．５以上の高屈折率材料を用いる。なお、屈折率の上限値については、１．５以上であれば特に限定されるものではなく、例えば、２程度であるが、セラミックの場合は更に高い屈折率のものを使用できる。
この場合、再帰性反射体（再帰反射部）の材料に屈折率が１．５以上の高屈折率材料を用いる。なお、屈折率の上限値については、１．５以上であれば特に限定されるものではなく、例えば、２程度であるが、セラミックの場合は更に高い屈折率のものを使用できる。
屈折率が１．５以上の高屈折率材料としては、例えば、分子中に屈折の高い置換基を導入した高屈折率高分子と、高分子マトリックスに高屈折率のナノ粒子を導入した高屈折率ナノコンポジットがある。
高屈折率高分子には、硫黄含有置換基やリン原子含有基等を導入したものがある。
高屈折率ナノコンポジットには、例えば、高分子マトリックスにポリイミドを、ナノ粒子に、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、アモルファスシリコン、ＰｂＳ、ＺｎＳ等を用いたものがある。
高屈折率高分子には、硫黄含有置換基やリン原子含有基等を導入したものがある。
高屈折率ナノコンポジットには、例えば、高分子マトリックスにポリイミドを、ナノ粒子に、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、アモルファスシリコン、ＰｂＳ、ＺｎＳ等を用いたものがある。
上記したように、第１、第２の傾斜面１８、１９と垂直面２０の各裏面に金属皮膜を形成する場合は、金属皮膜の形成後（第１、第２の傾斜反射面１３、１４と垂直反射面１６の形成後）、三角波部１５の空洞部分２１と横溝１７内に樹脂２３、２４を充填する。これにより、再帰性反射体１０の強度が向上する。
また、再帰反射部１１に屈折率の高い材料を使用し、第１、第２の傾斜反射面１３、１４と垂直反射面１６を全反射を用いて形成する場合は、三角波部１５の空洞部分２１と横溝１７内に、通常は、樹脂は充填しない。
また、再帰反射部１１に屈折率の高い材料を使用し、第１、第２の傾斜反射面１３、１４と垂直反射面１６を全反射を用いて形成する場合は、三角波部１５の空洞部分２１と横溝１７内に、通常は、樹脂は充填しない。
上記した構成により、再帰反射部１１は、第１、第２の傾斜反射面１３、１４が三角波状に並べて配置され、垂直反射面１６が第１、第２の傾斜反射面１３、１４に対して直交し、所定間隔で設けられることになる。
三角プリズム部１２は、断面が三角形状となって、鋭角状に配置された傾斜面２５と垂直面２６を有し、その配置ピッチを、横溝１７のピッチＰ２に合わせている。
なお、三角プリズム部１２は、外部からの光を垂直反射面１６側に屈曲させるものであるため、この作用が得られれば、三角プリズム部の形状（例えば、傾斜面の角度や垂直面の高さ等）や配置ピッチは、種々変更可能である。
例えば、図２に示すように、入射光Ｌ１の三角プリズム部１２の傾斜面２５に対する垂線ｖを基準とした入射角をθ１とし、三角プリズム部１２内の屈折角をθ２とした場合、
スネルの法則より、ｓｉｎθ１／ｓｉｎθ２＝η（ηは相対屈折率）となり、入射光Ｌ１は垂直反射面１６側に屈曲（屈折）して入射光Ｌ２となる。三角プリズム部１２の頂角の角度φ及び屈折率ηによって、入射光Ｌ２の角度は変わるので、入射光Ｌ２が垂直反射面１６に入光するように、傾斜面２５の位置、角度φ、透明材の屈折率ηを決定する必要がある。
なお、三角プリズム部１２は、外部からの光を垂直反射面１６側に屈曲させるものであるため、この作用が得られれば、三角プリズム部の形状（例えば、傾斜面の角度や垂直面の高さ等）や配置ピッチは、種々変更可能である。
例えば、図２に示すように、入射光Ｌ１の三角プリズム部１２の傾斜面２５に対する垂線ｖを基準とした入射角をθ１とし、三角プリズム部１２内の屈折角をθ２とした場合、
スネルの法則より、ｓｉｎθ１／ｓｉｎθ２＝η（ηは相対屈折率）となり、入射光Ｌ１は垂直反射面１６側に屈曲（屈折）して入射光Ｌ２となる。三角プリズム部１２の頂角の角度φ及び屈折率ηによって、入射光Ｌ２の角度は変わるので、入射光Ｌ２が垂直反射面１６に入光するように、傾斜面２５の位置、角度φ、透明材の屈折率ηを決定する必要がある。
続いて、本発明の第１の実施例に係る再帰性反射体１０の製造方法について、図１（Ａ）、（Ｂ）を参照しながら説明する。
（第１工程）
まず、並べて配置された三角プリズム部１２を表側に、三角波部１５とこの三角波部１５を横切って形成される横溝１７とを裏側に有する、透明樹脂からなる成型母材をインジエクション成型又はプレス成型によって製造する。
まず、並べて配置された三角プリズム部１２を表側に、三角波部１５とこの三角波部１５を横切って形成される横溝１７とを裏側に有する、透明樹脂からなる成型母材をインジエクション成型又はプレス成型によって製造する。
１）インジェクション成型（射出成型）
この方法は、例えば、熱可塑性の透明樹脂（透明プラスチック）を溶融させた状態で、対となる金型内に注入し冷却して固化させた後、この金型を離間し取り出すことで、成型母材を形成する方法である。この方法では、熱可塑性の透明樹脂の代わりに熱硬化性の透明樹脂（透明プラスチック）を使用することもできる。なお、脱型は、隣り合う三角プリズム部１２の形状が抜き方向に縮小し、三角波部１５と横溝１７も抜き方向に縮小する構成となっているので、容易である。
また、成型母材の脱型を容易にするため、例えば、金型の材質選定（金型の樹脂接触面にめっき処理を施す等）や金型への樹脂の注入位置、また、金型の構造（冷却構造等）を設定することが好ましい。
この方法は、例えば、熱可塑性の透明樹脂（透明プラスチック）を溶融させた状態で、対となる金型内に注入し冷却して固化させた後、この金型を離間し取り出すことで、成型母材を形成する方法である。この方法では、熱可塑性の透明樹脂の代わりに熱硬化性の透明樹脂（透明プラスチック）を使用することもできる。なお、脱型は、隣り合う三角プリズム部１２の形状が抜き方向に縮小し、三角波部１５と横溝１７も抜き方向に縮小する構成となっているので、容易である。
また、成型母材の脱型を容易にするため、例えば、金型の材質選定（金型の樹脂接触面にめっき処理を施す等）や金型への樹脂の注入位置、また、金型の構造（冷却構造等）を設定することが好ましい。
２）プレス成型（金型成型）
透明プラスチックからなるシート材を、ダイと、このダイに対して昇降可能なパンチの間に、間欠的に送り込むことで、成型母材を形成する方法である。
透明プラスチックからなるシート材を、ダイと、このダイに対して昇降可能なパンチの間に、間欠的に送り込むことで、成型母材を形成する方法である。
（第２工程）
成型母材の裏面側に、金属皮膜を形成する。
金属皮膜は、Ａｇ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｒ等の高反射率を有する金属を、蒸着やスパッタリングすることにより形成する。これにより、三角波部１５の第１、第２の傾斜面１８、１９に第１、第２の傾斜反射面１３、１４を、横溝１７の垂直面２０に垂直反射面１６を、それぞれ形成できる。
成型母材の裏面側に、金属皮膜を形成する。
金属皮膜は、Ａｇ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｒ等の高反射率を有する金属を、蒸着やスパッタリングすることにより形成する。これにより、三角波部１５の第１、第２の傾斜面１８、１９に第１、第２の傾斜反射面１３、１４を、横溝１７の垂直面２０に垂直反射面１６を、それぞれ形成できる。
このように、成型母材の裏面側に金属皮膜を形成することで、より強い反射光を得ることが可能になる。
例えば、成型母材の表面側に金属皮膜を形成する場合、金属皮膜の厚みが、三角波部１５の頂部で最も厚くなり、裾部へ向けて徐々に薄くなる。このため、形成された第１、第２の傾斜反射面で反射される光が、本来意図する方向からずれるおそれがある。
一方、成型母材の裏面側に金属皮膜を形成する場合、金属皮膜は、三角波部１５の裏面に沿って形成される。このため、形成された第１、第２の傾斜反射面で反射される光は、意図する方向へ反射される。
例えば、成型母材の表面側に金属皮膜を形成する場合、金属皮膜の厚みが、三角波部１５の頂部で最も厚くなり、裾部へ向けて徐々に薄くなる。このため、形成された第１、第２の傾斜反射面で反射される光が、本来意図する方向からずれるおそれがある。
一方、成型母材の裏面側に金属皮膜を形成する場合、金属皮膜は、三角波部１５の裏面に沿って形成される。このため、形成された第１、第２の傾斜反射面で反射される光は、意図する方向へ反射される。
そして、三角波部１５の空洞部分２１と横溝１７内に樹脂２３、２４を充填し硬化させる。
これにより、強度の向上を図った再帰性反射体１０が得られる。
なお、上記した第１、第２の傾斜反射面１３、１４と垂直反射面１６は、金属皮膜による鏡面反射を利用して形成されているが、全反射（入射光が透過しない）を利用して形成する場合は、上記した第１工程のみを実施すればよい（第２工程の実施は不要）。第１、第２の傾斜反射面１３、１４と垂直反射面１６を、金属皮膜による鏡面を利用して形成した場合は、底部（下部）の凹凸部に透明又は不透明の樹脂を充填することが可能であるが、第１、第２の傾斜反射面１３、１４と垂直反射面１６を全反射を利用して形成する場合は、底部の凹凸部には樹脂を充填しない。
これにより、強度の向上を図った再帰性反射体１０が得られる。
なお、上記した第１、第２の傾斜反射面１３、１４と垂直反射面１６は、金属皮膜による鏡面反射を利用して形成されているが、全反射（入射光が透過しない）を利用して形成する場合は、上記した第１工程のみを実施すればよい（第２工程の実施は不要）。第１、第２の傾斜反射面１３、１４と垂直反射面１６を、金属皮膜による鏡面を利用して形成した場合は、底部（下部）の凹凸部に透明又は不透明の樹脂を充填することが可能であるが、第１、第２の傾斜反射面１３、１４と垂直反射面１６を全反射を利用して形成する場合は、底部の凹凸部には樹脂を充填しない。
このような構成の再帰性反射体１０は、入射光Ｌ１を三角プリズム部１２の傾斜面２５のＲ１位置で入光し、垂直反射面１６側に屈折し、垂直反射面１６のＲ２位置で反射し、第１の傾斜反射面１３のＲ３位置で反射し、第２の傾斜反射面１４のＲ４位置で反射し、三角プリズム部１２の傾斜面２５のＲ５位置から出光する。これによって、入射した光Ｌ１と、出光した光Ｌ３とが平行となり、再帰性反射が行われる。
次に、図３（Ａ）、（Ｂ）を参照しながら、本発明の第２の実施例に係る再帰性反射体３０について説明するが、前記した本発明の第１の実施例に係る再帰性反射体１０と同一部材には同一符号を付し、詳しい説明を省略する。
再帰性反射体３０は、再帰反射部１１と、この再帰反射部１１に被さる三角プリズム部１２とが、個別に製造されたものである。
なお、第１の実施例に係る再帰性反射体１０の横溝１７は三角波部１５より上方に突出して形成したが、第２の実施例に係る再帰性反射体３０は、横溝１７の深さを三角波部１５の高さに一致させている。
再帰性反射体３０は、再帰反射部１１と、この再帰反射部１１に被さる三角プリズム部１２とが、個別に製造されたものである。
なお、第１の実施例に係る再帰性反射体１０の横溝１７は三角波部１５より上方に突出して形成したが、第２の実施例に係る再帰性反射体３０は、横溝１７の深さを三角波部１５の高さに一致させている。
三角プリズム部１２は、第１のブロック３１の表側に並べて配置され、この第１のブロック３１の裏側に、複数の三角プリズム部１２を連結する第１の板状部３２が形成されている。
再帰反射部１１を形成する三角波部１５と横溝１７は、第２のブロック３３の裏側に設けられ、この第２のブロック３３の表側に、第２の板状部３４が設けられている。
ここで、第１、第２のブロック３１、３３（即ち、三角プリズム部１２、三角波部１５と横溝１７、及び、第１、第２の板状部３２、３４）は、前記した透明材（透明樹脂）で構成されている。
再帰反射部１１を形成する三角波部１５と横溝１７は、第２のブロック３３の裏側に設けられ、この第２のブロック３３の表側に、第２の板状部３４が設けられている。
ここで、第１、第２のブロック３１、３３（即ち、三角プリズム部１２、三角波部１５と横溝１７、及び、第１、第２の板状部３２、３４）は、前記した透明材（透明樹脂）で構成されている。
第１、第２の板状部３２、３４には、連結時に位置合わせを行う位置合わせ手段３５が設けられている。
この位置合わせ手段３５は、凸条部３６と、この凸条部３６が嵌入可能な溝部３７とで構成されている。ここでは、凸条部３６が、第１のブロック３１の裏側に、第１の板状部３２から突出した状態で設けられ、溝部３７が、第２のブロック３３（第２の板状部３４）の表側に設けられているが、逆に設けてもよい。また、第１の板状部と第２の板状部の位置合わせができれば、位置合わせ手段の構成は種々変更できる。
この位置合わせ手段３５は、凸条部３６と、この凸条部３６が嵌入可能な溝部３７とで構成されている。ここでは、凸条部３６が、第１のブロック３１の裏側に、第１の板状部３２から突出した状態で設けられ、溝部３７が、第２のブロック３３（第２の板状部３４）の表側に設けられているが、逆に設けてもよい。また、第１の板状部と第２の板状部の位置合わせができれば、位置合わせ手段の構成は種々変更できる。
これにより、第１のブロック３１と第２のブロック３３を、第１の板状部３２及び第２の板状部３４を介して、位置ずれを生じさせることなく一体的に連結（溝部３７内に凸条部３６を嵌入）でき、再帰性反射体３０を形成できる。
なお、第１のブロック３１と第２のブロック３３に凸状部３６、溝部３７を形成することになく、第２のブロック３３の上に第１のブロック３１を載せて、即ち、第１のブロックの三角プリズム部のピッチと、第２のブロックの垂直反射面のピッチが一致しない場合でも、これらを組み合わせても、再帰性反射体として機能する（他の実施例においても同じ）。
なお、第１のブロック３１と第２のブロック３３に凸状部３６、溝部３７を形成することになく、第２のブロック３３の上に第１のブロック３１を載せて、即ち、第１のブロックの三角プリズム部のピッチと、第２のブロックの垂直反射面のピッチが一致しない場合でも、これらを組み合わせても、再帰性反射体として機能する（他の実施例においても同じ）。
続いて、本発明の第２の実施例に係る再帰性反射体３０の製造方法について、図３（Ａ）、（Ｂ）を参照しながら説明するが、この製造方法は、前記した再帰性反射体１０の製造方法と略同様であるため、以下、簡単に説明する。
（第１工程）
まず、第１のブロック３１と第２のブロック３３を製造する。
この第１のブロック３１と第２のブロック３３は、一体的に製造することなく、個別に製造する。
なお、第１、第２のブロック３１、３３はそれぞれ、前記したインジェクション成型やプレス成型で作製したものを使用することができるが、予め製造されたものを購入して使用することもできる。
まず、第１のブロック３１と第２のブロック３３を製造する。
この第１のブロック３１と第２のブロック３３は、一体的に製造することなく、個別に製造する。
なお、第１、第２のブロック３１、３３はそれぞれ、前記したインジェクション成型やプレス成型で作製したものを使用することができるが、予め製造されたものを購入して使用することもできる。
（第２工程）
第１のブロック３１と第２のブロック３３を、第１の板状部３２及び第２の板状部３４を介して一体的に連結（溝部３７内に凸条部３６を嵌入）する。
ここで、第１のブロック３１と第２のブロック３３の連結に際しては、第１の板状部３２の裏面、及び、第２の板状部３４の表面のいずれか一方又は双方に、透明樹脂や接着剤を塗布するのがよい。
これにより、第１のブロック３１と第２のブロック３３が一体となる。
第１のブロック３１と第２のブロック３３を、第１の板状部３２及び第２の板状部３４を介して一体的に連結（溝部３７内に凸条部３６を嵌入）する。
ここで、第１のブロック３１と第２のブロック３３の連結に際しては、第１の板状部３２の裏面、及び、第２の板状部３４の表面のいずれか一方又は双方に、透明樹脂や接着剤を塗布するのがよい。
これにより、第１のブロック３１と第２のブロック３３が一体となる。
（第３工程）
第２のブロック３３の裏面側に、前記した高反射率を有する金属を蒸着やスパッタリングすることにより、金属皮膜を形成する。
これにより、三角波部１５の第１、第２の傾斜面１８、１９に第１、第２の傾斜反射面１３、１４を、横溝１７の垂直面２０に垂直反射面１６を、それぞれ形成できる。
なお、ここでは、金属皮膜の形成を、第１のブロック３１と第２のブロック３３を連結した後（第２工程後）に実施したが、第１のブロック３１と第２のブロック３３を連結する前（第１工程後で第２工程前）に実施してもよい。この場合、第１のブロック３１と、第１、第２の傾斜反射面１３、１４及び垂直反射面１６が形成された第２のブロック３３とを、連結することになる。
第２のブロック３３の裏面側に、前記した高反射率を有する金属を蒸着やスパッタリングすることにより、金属皮膜を形成する。
これにより、三角波部１５の第１、第２の傾斜面１８、１９に第１、第２の傾斜反射面１３、１４を、横溝１７の垂直面２０に垂直反射面１６を、それぞれ形成できる。
なお、ここでは、金属皮膜の形成を、第１のブロック３１と第２のブロック３３を連結した後（第２工程後）に実施したが、第１のブロック３１と第２のブロック３３を連結する前（第１工程後で第２工程前）に実施してもよい。この場合、第１のブロック３１と、第１、第２の傾斜反射面１３、１４及び垂直反射面１６が形成された第２のブロック３３とを、連結することになる。
そして、三角波部１５の空洞部分２１と横溝１７内に樹脂２３、２４を充填し硬化させる。
なお、上記した第１、第２の傾斜反射面１３、１４と垂直反射面１６は、金属皮膜による鏡面反射を利用して形成されているが、全反射（入射光が透過しない）を利用して形成する場合は、上記した第１工程と第２工程のみを実施すればよい（第３工程の実施は不要）。
また、以上の再帰性反射体３０において、第１の板状部３２と第２の板状部３４との位置合わせを行ったが、第１の板状部３２と第２の板状部３４との位置合わせは必須の要件ではなく、例えば、三角プリズム部１２のピッチと、再帰反射部１１の垂直反射面１６のピッチが異なる場合でも本発明は適用される。なお、三角プリズム部１２と第１、第２の傾斜反射面１３、１４は略直交しているのが好ましい。
なお、上記した第１、第２の傾斜反射面１３、１４と垂直反射面１６は、金属皮膜による鏡面反射を利用して形成されているが、全反射（入射光が透過しない）を利用して形成する場合は、上記した第１工程と第２工程のみを実施すればよい（第３工程の実施は不要）。
また、以上の再帰性反射体３０において、第１の板状部３２と第２の板状部３４との位置合わせを行ったが、第１の板状部３２と第２の板状部３４との位置合わせは必須の要件ではなく、例えば、三角プリズム部１２のピッチと、再帰反射部１１の垂直反射面１６のピッチが異なる場合でも本発明は適用される。なお、三角プリズム部１２と第１、第２の傾斜反射面１３、１４は略直交しているのが好ましい。
以上、本発明を、実施例を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施例に記載の構成に限定されるものではなく、請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施例や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施例や変形例の一部又は全部を組合せて本発明の再帰性反射体及びその製造方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
前記実施例では、三角波部の空洞部分と横溝内に充填する樹脂に、成型母材と同一構成の樹脂を用いた場合について説明したが、異なる樹脂を用いてもよい。例えば、成型母材は通常の樹脂で製造し、三角波部の空洞部分と横溝内に充填する樹脂に全反射が生じる樹脂を使用することもできる。
前記実施例では、三角波部の空洞部分と横溝内に充填する樹脂に、成型母材と同一構成の樹脂を用いた場合について説明したが、異なる樹脂を用いてもよい。例えば、成型母材は通常の樹脂で製造し、三角波部の空洞部分と横溝内に充填する樹脂に全反射が生じる樹脂を使用することもできる。
本発明に係る再帰性反射体は、第１、第２の傾斜反射面を横切って被さり、外部からの光を垂直反射面側に屈曲させる三角プリズム部を有するので、再帰性反射体の入光側の光軸線が、再帰性反射体の面に対してより垂直に近い側に位置し、再帰性反射体の受光面に対する使用効率が大きくなり、再帰性反射体の設置が容易となる。
本発明に係る再帰性反射体の製造方法は、並べて配置された三角プリズム部と、第１、第２の傾斜反射面が形成される三角波部、及び、垂直反射面が形成される横溝（即ち、成型母材又は第１、第２のブロック）を、インジェクション成型又はプレス成型によって製造できるので、安価に大量生産できる。
本発明に係る再帰性反射体の製造方法は、並べて配置された三角プリズム部と、第１、第２の傾斜反射面が形成される三角波部、及び、垂直反射面が形成される横溝（即ち、成型母材又は第１、第２のブロック）を、インジェクション成型又はプレス成型によって製造できるので、安価に大量生産できる。
１０：再帰性反射体、１１：再帰反射部、１２：三角プリズム部、１２ａ：微小平面部、１３：第１の傾斜反射面、１４：第２の傾斜反射面、１５：三角波部、１６：垂直反射面、１７：横溝、１８：第１の傾斜面、１９：第２の傾斜面、２０：垂直面、２１：空洞部分、２２：溝傾斜面、２３、２４：樹脂、２５：傾斜面、２６：垂直面、３０：再帰性反射体、３１：第１のブロック、３２：第１の板状部、３３：第２のブロック、３４：第２の板状部、３５：位置合わせ手段、３６：凸条部、３７：溝部
Claims (9)
- 三角波状に並べて配置された第１、第２の傾斜反射面と、該第１、第２の傾斜反射面に対して直交し、所定間隔で設けられた垂直反射面とを有する透明材からなる再帰反射部と、前記第１、第２の傾斜反射面を横切って被さり、外部からの光を前記垂直反射面側に屈曲させる三角プリズム部とを有することを特徴とする再帰性反射体。
- 請求項１記載の再帰性反射体において、該再帰性反射体の材料に屈折率が１．５以上の高屈折率材料を用い、前記第１、第２の傾斜反射面及び前記垂直反射面は全反射を利用して形成されていることを特徴とする再帰性反射体。
- 請求項１記載の再帰性反射体において、前記第１、第２の傾斜反射面及び前記垂直反射面は鏡面反射を利用して形成されていることを特徴とする再帰性反射体。
- 請求項２記載の再帰性反射体の製造方法であって、
並べて配置された前記三角プリズム部を表側に、前記第１、第２の傾斜反射面が形成される三角波部と、該三角波部を横切って前記垂直反射面が形成される横溝を裏側に有する透明樹脂からなる成型母材を、インジェクション成型又はプレス成型によって製造する工程を有することを特徴とする再帰性反射体の製造方法。 - 請求項１又は３記載の再帰性反射体の製造方法であって、
並べて配置された前記三角プリズム部を表側に、前記第１、第２の傾斜反射面が形成される三角波部と、該三角波部を横切って前記垂直反射面が形成される横溝を裏側に有する透明樹脂からなる成型母材を、インジェクション成型又はプレス成型によって製造する第１工程と、
前記成型母材の裏面側に金属蒸着又はスパッタリングによって金属皮膜を形成し、前記第１、第２の傾斜反射面及び前記垂直反射面を形成する第２工程とを有することを特徴とする再帰性反射体の製造方法。 - 請求項２記載の再帰性反射体の製造方法であって、
並べて配置された前記三角プリズム部が表側に、該三角プリズム部を連結する透明樹脂からなる第１の板状部が裏側に形成された第１のブロックと、透明樹脂からなる第２の板状部を表側に、前記第１、第２の傾斜反射面が形成される三角波部、及び、該三角波部を横切って前記垂直反射面が形成される横溝を裏側に有する第２のブロックを、それぞれインジェクション成型又はプレス成型によって製造する第１工程と、
前記第１のブロックと前記第２のブロックを、前記第１の板状部及び前記第２の板状部を介して一体的に連結する第２工程とを有することを特徴とする再帰性反射体の製造方法。 - 請求項１又は３記載の再帰性反射体の製造方法であって、
並べて配置された前記三角プリズム部が表側に、該三角プリズム部を連結する透明樹脂からなる第１の板状部が裏側に形成された第１のブロックと、透明樹脂からなる第２の板状部を表側に、前記第１、第２の傾斜反射面が形成される三角波部、及び、該三角波部を横切って前記垂直反射面が形成される横溝を裏側に有する第２のブロックを、それぞれインジェクション成型又はプレス成型によって製造する第１工程と、
前記第１のブロックと前記第２のブロックを、前記第１の板状部及び前記第２の板状部を介して一体的に連結する第２工程と、
前記第１工程又は前記第２工程の後に、前記第２のブロックの裏面側に金属蒸着又はスパッタリングによって金属皮膜を形成し、前記第１、第２の傾斜反射面及び前記垂直反射面を形成する第３工程とを有することを特徴とする再帰性反射体の製造方法。 - 請求項６又は７記載の再帰性反射体の製造方法において、前記第１の板状部及び前記第２の板状部には、連結時に位置合わせを行う位置合わせ手段が設けられていることを特徴とする再帰性反射体の製造方法。
- 請求項５又は７記載の再帰性反射体の製造方法において、前記三角波部に前記第１、第２の傾斜反射面、及び前記横溝に前記垂直反射面を形成した後に、前記三角波部の空洞部分と前記横溝内に樹脂を充填することを特徴とする再帰性反射体の製造方法。
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