WO2014156113A1 - 導光部材及び導光部材の製造方法 - Google Patents
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- G02B6/0005—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type
- G02B6/001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type the light being emitted along at least a portion of the lateral surface of the fibre
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- G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
- G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
- G02B6/0015—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
- G02B6/002—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it by shaping at least a portion of the light guide, e.g. with collimating, focussing or diverging surfaces
Definitions
- the present invention generally relates to a light guide member and a method for manufacturing the same, and more particularly to a light guide member that emits light introduced from an end face in a length direction from a surface along the length direction and a method for manufacturing the same.
- Japanese Patent Publication No. 2005-198106 discloses a light guide member.
- the light guide member has a rod shape and is configured to reflect light introduced from the end face in the length direction at the bottom face along the length direction and to emit the light from the top face along the length direction.
- the light guide member is manufactured by extrusion molding
- a plurality of light guide members having different lengths can be manufactured by cutting the extruded product with a saw blade or the like.
- a rough cut surface cut by a saw blade or the like becomes a light incident surface on which light is incident. For this reason, there is a possibility that the light from the light source to the light incident surface is reflected by the minute unevenness present on the cut surface.
- an object of the present invention is to provide a light guide member that suppresses the manufacturing cost and hardly causes irregular reflection of light on the light incident surface.
- the light guide member according to the present invention has the following first feature.
- the light guide member is long. At least one of the end faces in the length direction of the light guide member is a light incident surface on which light is incident.
- the light guide member is made of synthetic resin and formed by extrusion.
- the light incident surface is a cut surface formed by cutting with a laser.
- the light guide member according to the present invention has the following second feature in the light guide member having the first feature.
- the light guide member includes a reflective surface and a light exit surface.
- the reflection surface is formed along the length direction of the light guide member and configured to reflect light incident from the light incident surface.
- the light exit surface is formed along the length direction of the light guide member, and is configured to emit the light reflected by the reflection surface.
- a diffusion portion for diffusing light is formed on the reflection surface. This diffusion part is provided with unevenness formed on the reflection surface by laser irradiation.
- the manufacturing method of the light guide member according to the present invention has the following third feature. It is a manufacturing method of the light guide member which has the 1st characteristic or the 2nd characteristic.
- the manufacturing method of a light guide member includes an extrusion process and a cutting process. In the extrusion step, an extrusion molded body is formed by extrusion molding. In the cutting step, the extruded molded body formed in the extrusion step is cut by cutting with a laser to obtain the light guide member having a desired length.
- the light guide member manufacturing method according to the present invention has the fourth feature shown below in the light guide member manufacturing method having the third feature.
- Laser cutting in the cutting step is performed during the extrusion step. That is, laser cutting in the cutting step is performed simultaneously with the extrusion step.
- the cutting by the laser is performed on an extruded product that is continuously extruded from an extruder.
- the manufacturing method of the light guide member according to the present invention has the fifth feature shown below.
- the light guide member manufacturing method is a light guide member manufacturing method having the second feature.
- the manufacturing method of a light guide member includes an extrusion process, a diffusion part forming process, and a cutting process.
- the extrusion step the extruded product is formed by extrusion.
- the diffusion part forming step the unevenness is formed by irradiating a surface of the extrusion-molded body that constitutes the reflection surface of the light guide member with a laser.
- the cutting step the extruded body is cut with a laser to obtain the light guide member having a desired length.
- the light guide member manufacturing method according to the present invention has the fifth feature shown below in the light guide member manufacturing method having the fifth feature.
- Laser irradiation in the diffusion part forming step is performed during the extrusion step. That is, the laser irradiation in the diffusion part forming step is performed on the extruded product extruded in the extrusion step.
- the light guide member manufacturing method according to the present invention has the seventh feature shown below in the light guide member manufacturing method having the sixth feature.
- a plurality of cutting grooves are formed on the surface of the extruded body that constitutes the reflection surface of the light guide member by irradiation with the laser.
- the second to seventh features are features that are arbitrarily added to the first feature.
- the light guide member can be manufactured by extrusion molding, and light guide members having different lengths can be manufactured simply by changing the cutting position of the extruded product formed by extrusion molding. For this reason, when manufacturing the light guide members having different lengths, it is not necessary to prepare different molds for each length of the light guide members as in the case of manufacturing the light guide members by injection molding. Therefore, an increase in the manufacturing cost of the light guide member can be suppressed. Moreover, a smooth surface can be obtained by forming the light incident surface by cutting with a laser. For this reason, irregular reflection of light hardly occurs on the light incident surface.
- FIG. 14A is an explanatory view showing a joint of the light guide member of the second embodiment
- FIG. 14B is an explanatory view showing a joint of the light guide member of the reference example.
- FIG. 1 The light guide member 1 of the present embodiment shown in FIG. 1 is used by being incorporated in, for example, a lighting device.
- FIG. 2 shows an illumination device 2 in which the light guide member 1 of the present embodiment is incorporated.
- the lighting device 2 is provided on an installation such as a ceiling, wall, floor, cabinet or panel of a room.
- the illumination device 2 includes a light guide member 1, a pair of control boards 21A and 21B, and a pair of light sources 20A and 20B.
- the light guide member 1 has a long shape extending in one direction. Specifically, the light guide member 1 has a straight bar shape.
- an arbitrary direction orthogonal to the length direction of the light guide member 1 is defined as a width direction, and a direction orthogonal to both the length direction and the width direction of the light guide member 1 is described as a height direction. That is, in FIG. 1, the direction indicated by the arrow D1 is the length direction of the light guide member 1, the direction indicated by the arrow D2 is the width direction of the light guide member 1, and the direction indicated by the arrow D3 is the height of the light guide member 1.
- the direction indicated by the arrow D1 is the length direction of the light guide member 1
- the direction indicated by the arrow D2 is the width direction of the light guide member 1
- the direction indicated by the arrow D3 is the height of the light guide member 1.
- the light guide member 1 includes a light incident surface 10A, a reflective surface 11, and a light outgoing surface 12.
- the light guide member 1 of the present embodiment further includes a light incident surface 10B (see FIG. 2).
- the light incident surface 10A may be referred to as a first light incident surface 10A
- the light incident surface 10B may be referred to as a second light incident surface 10B.
- the first light incident surface 10 ⁇ / b> A is one end surface of the light guide member 1 in the length direction.
- the second light incident surface 10 ⁇ / b> B is an end surface on the side opposite to the first light incident surface 10 ⁇ / b> A of the light guide member 1. That is, in this embodiment, there are light incident portions on both sides of the light guide member 1 in the length direction.
- the end surface opposite to the first light incident surface 10A in the length direction of the light guide member 1 may not be the second light incident surface 10B.
- the reflection surface 11 and the light exit surface 12 are surfaces along the length direction of the light guide member 1.
- the light exit surface 12 of the present embodiment is one surface in the height direction (thickness direction) of the light guide member 1.
- the reflective surface 11 of the present embodiment is a part of the outer peripheral surface of the light guide member 1 and is a surface excluding the light output surface 12 on the outer peripheral surface of the light guide member 1.
- the light emission method of the lighting device 2 is a so-called edge light method. That is, the illuminating device 2 irradiates light to the first light incident surface 10A and the second light incident surface 10B of the light guide member 1, and thus, along the length direction of the light guide member 1, as shown in FIG. Light is emitted from the light exit surface 12 which is a surface.
- One control board 21A of the pair of control boards 21A and 21B provided in the illumination device 2 is disposed at a position facing the first light incident surface 10A, and the other control board 21B is disposed on the second light incident surface 10B. It is arranged at the opposite position. That is, the control boards 21 ⁇ / b> A and 21 ⁇ / b> B are disposed on both sides in the length direction of the light guide member 1.
- one light source 20A may be referred to as a first light source 20A
- the other light source 20B may be referred to as a second light source 20B.
- Each light source 20A, 20B is a light emitting diode, for example.
- the first light source 20A is mounted on the control board 21A
- the second light source 20B is mounted on the control board 21B. Accordingly, the first light source 20 ⁇ / b> A is disposed on one end side in the length direction of the light guide member 1, and the second light source 20 ⁇ / b> B is disposed on the other end side in the length direction of the light guide member 1.
- the first light source 20A faces the first light incident surface 10A.
- the second light source 20B faces the second light incident surface 10B.
- the first light source 20A is electrically connected to a circuit provided on the control board 21A.
- the first light source 20A emits light by supplying power to the circuit of the control board 21A.
- the second light source 20B is electrically connected to a circuit provided on the control board 21B.
- the second light source 20B emits light by supplying power to the circuit of the control board 21B.
- both light sources 20A and 20B are light-emitted simultaneously.
- the light emitted from the first light source 20A enters the light guide member 1 from the corresponding first light incident surface 10A.
- the light emitted from the second light source 20B enters the light guide member 1 from the corresponding second light incident surface 10B.
- the light incident on the light guide member 1 from each of the light incident surfaces 10A and 10B travels substantially toward the end surface on the opposite side in the length direction of the light guide member 1, and in the process of this progress, the light is reflected on the reflection surface 11. Reflected on the light exit surface 12 side. Then, the light reflected by the reflecting surface 11 is emitted from the entire light emitting surface 12. Thereby, the light-emitting surface 12 emits light in a band shape.
- the illuminating device 2 may be an apparatus including only one of the light sources 20A and 20B.
- the lighting device 2 is installed along a corner formed by a wall 61 and a ceiling 60 of a building, for example, as shown in FIG.
- the light guide member 1 of the illumination device 2 is disposed immediately below the ceiling 60.
- the light exit surface 12 of the light guide member 1 is directed obliquely downward so as to face the wall 61.
- the lighting device 2 shown in FIG. 3 is used as indoor lighting, and illuminates the wall 61 with light emitted from the light exit surface 12.
- the light guide member 1 includes a transparent portion 4 and a diffusion portion 5A.
- the light guide member 1 of this embodiment consists of only the transparent part 4 and the diffusion part 5A.
- the transparent portion 4 and the diffusing portion 5 ⁇ / b> A are arranged in the height direction of the light guide member 1.
- the transparent portion 4 has a long shape extending in the length direction of the light guide member 1.
- the diffusion portion 5A is provided on one surface along the length direction of the transparent portion 4.
- the light guide member 1 is made of synthetic resin.
- the light guide member 1 is formed by extrusion molding.
- the light guide member 1 of the present embodiment is manufactured by two-color extrusion molding (coextrusion molding) using a synthetic resin material that becomes the transparent portion 4 and a synthetic resin material that becomes the diffusion portion 5A.
- the synthetic resin material used as the transparent part 4 has translucency (light transmissivity).
- the synthetic resin material that becomes the transparent portion 4 is, for example, PMMA (polymethyl methacrylate), or a material obtained by adding one or both of PMA (polymethyl acrylate) and acrylic rubber to PMMA.
- PMA and acrylic rubber have substantially the same refractive index of light as PMMA and are less likely to lose transparency, and can improve the moldability and impact resistance of the light guide member 1.
- the synthetic resin material that becomes the diffusion portion 5A is, for example, a material obtained by coloring the synthetic resin material that becomes the transparent portion 4 with titanium oxide or the like. That is, the synthetic resin material used as the diffusion portion 5A is a material obtained by adding titanium oxide or the like to PMMA or a main material obtained by adding either or both of PMA and acrylic rubber to PMMA.
- the synthetic resin material that becomes the diffusion portion 5A may be a material obtained by coloring a synthetic resin material different from the synthetic resin material that becomes the transparent portion 4 with titanium oxide or the like.
- a synthetic resin material used as the diffusion portion 5A a material obtained by coloring ABS (acrylonitrile butadiene styrene), ASA (Acrylonitrile Styrene Acrylate resin), polyvinyl chloride, polyester, polyolefin, polyamide, or the like with titanium oxide or the like is used.
- the material of the transparent part 4 and the material of the diffusion part 5A may be other materials such as polycarbonate.
- the synthetic resin material that becomes the transparent portion 4 and the synthetic resin material that becomes the diffusion portion 5A have different light refractive indexes so that the reflectance of the diffusion portion 5A is higher than that of the transparent portion 4.
- the cross-sectional shape orthogonal to the length direction of the light guide member 1 is uniform in the length direction of the light guide member 1. Moreover, the shape of the cross section orthogonal to the length direction of the light guide member 1 is axisymmetric about the center line L1 passing through the center of the light guide member 1 in the width direction, as shown in FIG.
- the transparent part 4 includes a wide part 40 and a narrow part 41.
- the transparent part 4 of this embodiment consists of only a wide part 40 and a narrow part 41.
- the wide part 40 is wider than the narrow part 41.
- the wide portion 40 has a larger cross-sectional area perpendicular to the length direction of the light guide member 1 than the narrow portion 41.
- the narrow part 41 protrudes from the central part in the width direction at the end of the wide part 40 on the diffusion part 5A side.
- the protruding direction of the narrow portion 41 is parallel to the height direction of the light guide member 1.
- the light incident surface 10A is composed of one end surface 402A in the length direction of the wide portion 40 and one end surface 410A in the length direction of the narrow portion 41 that is flush with the end surface 402A. ing.
- the light incident surface 10B is opposite to the end surface 402B opposite to the end surface 402A in the length direction of the wide portion 40 and the end surface 410A in the length direction of the narrow portion 41 which is flush with the end surface 402B. And an end face 410B on the side.
- the light incident surfaces 10A and 10B are orthogonal to the length direction of the transparent portion 4 (length direction of the light guide member 1).
- the light incident surfaces 10A and 10B are smooth surfaces with few irregularities formed by cutting with a laser.
- the light sources 20 ⁇ / b> A and 20 ⁇ / b> B are arranged at positions overlapping the wide portion 40 when viewed from the length direction of the light guide member 1. That is, the first light source 20A faces the end surface in the length direction of the wide portion 40, which is a part of the first light incident surface 10A.
- the second light source 20B faces the end surface in the length direction of the wide portion 40, which is a part of the second light incident surface 10B.
- the light sources 20 ⁇ / b> A and 20 ⁇ / b> B are not arranged at positions facing the narrow portion 41.
- the wide portion 40 has an area of a cross section perpendicular to the length direction of the light guide member 1 larger than the narrow portion 41. Since the light sources 20A and 20B are opposed to the wide portion 40, even if the light sources 20A and 20B are large, most of the light emitted from the light sources 20A and 20B can be incident on the light incident surfaces 10A and 10B. It becomes possible. Further, since the narrow portion 41 has a smaller cross-sectional area perpendicular to the length direction of the light guide member 1 than the wide portion 40, the light guide member 1 can be reduced in size.
- the light emitted from the first light source 20A enters the light guide member 1 from the end surface in the length direction of the wide portion 40, which is a part of the first light incident surface 10A.
- the light emitted from the second light source 20B enters the light guide member 1 from the end surface in the length direction of the wide portion 40, which is a part of the second light incident surface 10B.
- the reflecting surface 11 is provided with a diffusing portion 5A.
- the diffusion portion 5 ⁇ / b> A is provided on the protruding end surface of the narrow portion 41 that protrudes from the wide portion 40.
- the protruding end surface of the narrow portion 41 is the tip surface of the narrow portion 41 protruding from the wide portion 40.
- the protruding end surface of the narrow portion 41 is a plane orthogonal to the height direction of the light guide member 1.
- the diffusion portion 5A extends over the entire length of the transparent portion 4 in the length direction.
- the shape of the cross section orthogonal to the length direction of the diffusion portion 5 ⁇ / b> A is a rectangular shape that is long in the width direction of the light guide member 1.
- the width of the diffusion portion 5 ⁇ / b> A (the length in the width direction of the light guide member 1) is wider than the width of the protruding end surface of the narrow portion 41.
- Both end portions in the width direction of the diffusion portion 5 ⁇ / b> A protrude toward the outer side in the width direction from the protruding end surface of the narrow portion 41.
- the reflectance of the diffusing portion 5A is higher than that of the transparent portion 4, and diffuses and reflects the light that has entered the transparent portion 4 from the light incident surfaces 10A and 10B to the light exit surface 12 side (wide portion 40 side).
- the width of the narrow portion 41 increases toward the wide portion 40 in the height direction of the light guide member 1.
- the width of the wide portion 40 is constant on the light exit surface 12 side, and the portion closer to the narrow portion 41 in the height direction of the light guide member 1 is smaller on the narrow portion 41 side. That is, the width of the transparent portion 4 is smaller as the portion is closer to the diffusion portion 5A.
- the side surfaces on both sides in the width direction of the narrow portion 41 are substantially arc-shaped curved surfaces that protrude toward the outside of the narrow portion 41 in a cross section orthogonal to the length direction of the light guide member 1.
- both side surfaces of the narrow portion 41 are curved surfaces curved in a substantially parabolic section. For this reason, the light reflected by the diffusing portion 5A and reaching the both side surfaces of the narrow portion 41 tends to be totally reflected toward the light exit surface 12 side.
- the side surfaces on both sides in the width direction of the wide portion 40 include a linear portion 400 and a curved portion 401, respectively.
- Each side surface of the wide portion 40 according to the present embodiment includes only the linear portion 400 and the curved portion 401.
- the linear portion 400 is located closer to the light exit surface 12 than the curved portion 401.
- the linear portion 400 is a surface substantially parallel to the height direction of the light guide member 1.
- the curved portion 401 is a curved surface having an arcuate cross section that is curved so that a portion closer to the narrow portion 41 in the height direction of the light guide member 1 is gradually positioned on the inner side in the width direction of the light guide member 1.
- the curved portion 401 is continuous with the linear portion 400.
- the curved portion 401 is connected to the edge of the corresponding side surface of the narrow portion 41 on the light exit surface 12 side. In both the curved portion 401 and the side surface of the narrow portion 41, a corner is formed that is recessed inside the light guide member 1.
- a part of the light that has been reflected by both sides of the narrow portion 41 and then reaches the wide portion 40 after being reflected by the diffusing portion 5A tends to be totally reflected by the curved portion 401 and proceed to the light exit surface 12 side.
- the light exit surface 12 is a surface facing the side opposite to the narrow part 41 in the wide part 40 (the side opposite to the diffusion part 5A).
- the light exit surface 12 extends in the length direction of the transparent portion 4. The light reflected to the wide portion 40 side by the diffusing portion 5 ⁇ / b> A is emitted from the light exit surface 12.
- the portion excluding both end portions in the width direction of the light exit surface 12 is a concave curved surface 124 that is recessed so that the portion closer to the center side in the width direction is positioned on the diffusion portion 5A side in the height direction of the light guide member 1.
- the concave curved surface 124 is formed in an arc shape that is recessed toward the diffusion portion 5 ⁇ / b> A in a cross section orthogonal to the length direction of the light guide member 1. For this reason, the light emitted from the light exit surface 12 is refracted generally outward in the width direction of the light guide member 1. Thereby, an area wider than the light exit surface 12 can be illuminated with the light emitted from the light exit surface 12.
- the cross-sectional shape of the light emission surface 12 of this embodiment is uniform in the length direction of the transparent part 4, even if it changes in the length direction of the light guide member 1 as shown in FIG.5 and FIG.6. Good.
- fine streaks 120 are formed at a plurality of locations in the length direction of the light exit surface 12.
- Each muscle 120 is a groove or a ridge.
- Each streak 120 is parallel to the width direction of the light exit surface 12 and extends in the width direction of the light exit surface 12.
- Each stripe 120 is formed by, for example, a flow mark when the light guide member 1 is extruded.
- the light exit surface 12 is formed in a wave shape in which concave portions 121 and convex portions 122 are alternately formed in the length direction.
- the wavy light exit surface 12 is formed by utilizing a phenomenon such as molding sink that occurs when the light guide member 1 is molded, for example.
- the light emitted from the light exit surface 12 can also be diffused in the length direction of the light guide member 1 by forming the light exit surface 12 of the light guide member 1 in a wave shape.
- the light exit surface 12 includes a pair of curved surfaces 123A and 123B.
- the curved surface 123A is located at one end of the light exit surface 12 in the width direction, and the curved surface 123B is located at the other end.
- the curved surfaces 123 ⁇ / b> A and 123 ⁇ / b> B are curved so that the portion closer to the outer side in the width direction of the light exit surface 12 is positioned on the diffusion portion 5 ⁇ / b> A side in the height direction of the light guide member 1.
- the curved surfaces 123 ⁇ / b> A and 123 ⁇ / b> B are located outside the diffusion portion 5 ⁇ / b> A in the width direction of the light guide member 1.
- the curved surfaces 123 ⁇ / b> A and 123 ⁇ / b> B are corners that connect the light exit surface 12 and the side surface portion (specifically, the linear portion 400) of the wide portion 40.
- the curved surfaces 123 ⁇ / b> A and 123 ⁇ / b> B have an arc shape with the same radius of curvature and a central angle of approximately 90 degrees in the cross section orthogonal to the length direction of the light guide member 1.
- the concave curved surface 124 of the light exit surface 12 and the side surface of the wide portion 40 on the curved surface 123A side are continuous through the curved surface 123A so that no corners are formed.
- the concave curved surface 124 of the light exit surface 12 and the side surface of the wide portion 40 on the curved surface 123B side are continuous through the curved surface 123B so that no corners are formed.
- FIG. 4 shows the light beam reflected by the diffusing unit 5A obtained by analysis as a broken line.
- the light reaching the curved surfaces 123A and 123B from the diffusing portion 5A is scattered and emitted by the curved surfaces 123A and 123B.
- the curved surfaces 123 ⁇ / b> A and 123 ⁇ / b> B impart a slight diffusibility to the light emitted from both end portions of the light exit surface 12.
- the curvature radii of both curved surfaces 123A and 123B may be different as shown in FIG.
- the light beam reflected by the diffusing unit 5A obtained by analysis is indicated by a broken line.
- the curvature radii of the curved surfaces 123A and 123B are different, the light scattering property of the curved surfaces 123A and 123B changes. That is, the light distribution characteristic of the light emitted from the light exit surface 12 varies between one side and the other side in the width direction of the light exit surface 12.
- FIG. 8 shows a manufacturing apparatus 6 that is a production line for the light guide member 1 of the present embodiment.
- the manufacturing apparatus 6 includes an extrusion molding machine 30A, a sizing 31, a water tank 32, a take-up machine 33, a cutting machine 34, and an alignment machine 35.
- the extrusion molding machine 30A is a two-color extrusion molding machine, and an extrusion die 302A is provided at the tip thereof.
- the extrusion molding machine 30A includes a first extruder 300 and a second extruder 301.
- the cutting machine 34 performs cutting by irradiating a carbon dioxide laser (CO 2 laser) with an output of 100 W, for example.
- CO 2 laser carbon dioxide laser
- the sizing 31, the water tank 32, the take-up machine 33, the cutting machine 34, and the aligning machine 35 are arranged in this order in the extrusion direction of the extruded body 62 (see FIG. 13) extruded from the extruder 30A. That is, the extrusion molding machine 30A, the sizing 31, the water tank 32, the take-up machine 33, the cutting machine 34, and the alignment machine 35 are provided in this order from the upstream side of the production line.
- the manufacturing method of the light guide member 1 of the present embodiment includes an extrusion process, a sizing process, a cooling process, a take-up process, a cutting process, and an alignment process.
- the extrusion-molded body 62 is formed by two-color extrusion using the extrusion molding machine 30A.
- the synthetic resin material that becomes the transparent portion 4 is plasticized and extruded from the extrusion die 302A in the first extruder 300, and at the same time, the synthetic resin material that becomes the diffusion portion 5A is plasticized in the second extruder 301. And extruded from the extrusion mold 302A.
- the extrusion molded body 62 integrally having the synthetic resin material to be the transparent portion 4 and the synthetic resin material to be the diffusion portion 5A from the extrusion molding machine 30A passes through the extrusion die 302A to the downstream side of the production line.
- the extrusion process said here does not include the cutting process mentioned later, ie, the process of cutting the extrusion molded body 62 continuously extruded from the extrusion molding machine 30A to a desired length.
- the take-out machine 33 pulls the extruded product 62, which is an intermediate product, extruded from the extrusion mold 302A.
- the extrusion molding 62 passes the sizing 31 and the water tank 32 in order. That is, the light guide member 1 is manufactured through an extrusion process by the extrusion molding machine 30 ⁇ / b> A, a sizing process by the sizing 31, a cooling process by the water tank 32, and an alignment process by the aligner 35 in order.
- the extruded product 62 that passes through the sizing 31 is adjusted to a predetermined shape by the sizing 31.
- the cross-sectional shape of the extruded product 62 that has passed through the sizing 31 is the same as the cross-sectional shape of the light guide member 1 after manufacture.
- the extruded product 62 passes through the water tank 32.
- the extrusion molding 62 is cooled and solidified by the water in the water tank 32.
- the extruded molded body 62 that has passed through the extrusion mold 302A, the sizing 31 and the water tank 32 in this way passes through the take-up machine 33 and then reaches the cutting machine 34.
- the cutting step the extrusion molded body 62 moving in the extrusion direction is cut by the take-out machine 33 by the laser irradiated from the cutting machine 34. That is, the cutting step is a step performed simultaneously with the extrusion step (step performed in-line). Specifically, the laser cutting in the cutting process is performed on the extruded body 62 (extruded body 62 before being cut into a desired length) that is continuously extruded from the extruder 30A.
- the cutting machine 34 irradiates the extrusion molded body 62 passing through the cutting machine 34 with a carbon dioxide laser from a direction orthogonal to the length direction, and the extrusion molded body 62 is orthogonal to the length direction. Disconnect.
- the several light guide member 1 which has the desired length provided with the transparent part 4 and the spreading
- the end faces (light incident surfaces 10A and 10B) in the length direction of the plurality of light guide members 1 cut out in this way are flat surfaces fused by the laser irradiated from the cutting machine 34 as a whole.
- the aligning step the plurality of light guide members 1 cut out are sequentially aligned by the aligner 35.
- the light guide member 1 of this embodiment shown in FIG. 9 is manufactured by monochromatic extrusion molding of a synthetic resin material having translucency.
- the light guide member 1 is formed from the same material as the transparent part 4 of the first embodiment, for example.
- FIG. 11 is an explanatory diagram showing an illumination device 2 including the light guide member 1 of the present embodiment.
- the cross-sectional shape orthogonal to the length direction of the light guide member 1 of the present embodiment is a long shape extending in the height direction of the light guide member 1.
- the reflective surface 11 of the light guide member 1 is a surface excluding the light output surface 12 on the outer peripheral surface of the light guide member 1 as in the first embodiment.
- a side surface portion 110A one side surface portion in the width direction of the light guide member 1
- the other side surface portion is referred to as a side surface portion 110B.
- the end surface part on the opposite side to the light emission surface 12 in the height direction of the light guide member 1 among the reflective surfaces 11 is described as the end surface part 112.
- the reflection surface 11 of the present embodiment includes an end surface portion 112 and side surface portions 110A and 110B on both sides.
- the end surface portion 112 of the reflecting surface 11 is orthogonal to the height direction of the light guide member 1.
- the width of the end surface portion 112 is smaller than the width of the light exit surface 12.
- a diffusion portion 5B is formed on the end surface portion 112 of the reflection surface 11.
- the diffusion portion 5B is formed between both end portions in the length direction of the light guide member 1.
- the diffusion portion 5B is formed by forming irregularities on the end surface portion 112 of the reflecting surface 11 and roughening the surface.
- the diffusion portion 5 ⁇ / b> B includes a plurality of cutting grooves 50 formed in the end surface portion 112, and the unevenness is formed by the cutting grooves 50.
- a large number of cutting grooves 50 that are long in the direction intersecting the length direction of the light guide member 1 are formed in the end surface portion 112 of the light guide member 1 in the length direction of the light guide member 1 at equal intervals. Has been.
- Each cutting groove 50 is formed by applying a laser to the flat end surface portion 112 of the reflecting surface 11 from the outside and cutting. These many cutting grooves 50 are parallel to each other. The length direction of each cutting groove 50 is inclined by a certain angle with respect to the width direction of the light guide member 1. Each cutting groove 50 may be parallel to the width direction of the light guide member 1.
- the cutting groove 50 formed in the intermediate portion (specifically, the center portion) in the length direction of the light guide member 1 extends between both ends of the end surface portion 112 in the width direction.
- the length of each cutting groove 50 is smaller as the cutting groove 50 is closer to both end sides than the intermediate portion in the length direction of the light guide member 1. That is, the width of the diffusing portion 5 ⁇ / b> B is narrower as it is closer to both ends than the intermediate portion in the length direction of the light guide member 1.
- the light incident on the light guide member 1 from each of the light incident surfaces 10A and 10B is difficult to reach the intermediate portion in the length direction of the light guide member 1 away from both the light incident surfaces 10A and 10B.
- the length of each cutting groove 50 is as small as the cutting groove 50 closer to both end sides than the intermediate portion in the length direction of the light guide member 1, the length of the end surface portion 112 in the diffusion portion 5B.
- the portion closer to the intermediate portion from both ends in the direction is more likely to be reflected toward the light exit surface 12 side. For this reason, the amount of light emitted from the light exit surface 12 of the light guide member 1 can be made substantially uniform in the length direction of the light guide member 1.
- each cutting groove 50 may be made constant, and the width of the diffusion portion 5B may be made uniform in the length direction of the light guide member 1. Further, the cutting groove 50 may be formed so as to extend over the entire end surface portion 112 of the reflecting surface 11. Moreover, the diffusion part 5B should just be provided by forming an unevenness
- each cutting groove 50 is smaller as it is closer to the groove back side, which is the light exit surface 12 side.
- the light incident on the light incident surfaces 10A and 10B of the light guide member 1 and reaching the diffusing portion 5B strikes the side surface of the cutting groove 50 of the end surface portion 112 and faces the light exit surface 12 side and the side surface portions 110A and 110B on both sides of the reflective surface 11. Diffuse to the side and reflected. Of the light reflected by the end surface portion 112 where the diffusion portion 5B is formed, the light reaching the side surface portions 110A and 110B of the reflection surface 11 is reflected toward the light exit surface 12 side.
- the side surface portion 110 ⁇ / b> A includes a first portion 114 ⁇ / b> A connected to the end surface portion 112, and a second portion 115 ⁇ / b> A connecting the first portion 114 ⁇ / b> A and the light exit surface 12.
- the side surface portion 110B includes a first portion 114B connected to the end surface portion 112 and a second portion 115B connecting the first portion 114B and the light exit surface 12.
- Each of the first portions 114 ⁇ / b> A and 114 ⁇ / b> B is an arcuate curved surface that swells toward the outside of the light guide member 1 when viewed from the length direction of the light guide member 1.
- the member 1 is curved so as to be located outside in the width direction.
- each of the first portions 114 ⁇ / b> A and 114 ⁇ / b> B is a parabolic curved surface when viewed from the length direction of the light guide member 1.
- the width of the light guide member 1 on the end surface portion 112 side is smaller as the portion is closer to the end surface portion 112.
- the first portions 114A and 114B are parabolic curved surfaces, the light incident on the first portions 114A and 114B from the respective light incident surfaces 10A and 10B and the end surface portion 112 toward the light exit surface 12 side. Easy to reflect. Further, the light that has reached the first portions 114A and 114B from the respective light incident surfaces 10A and 10B and the end surface portion 112 is difficult to escape to the outside of the light guide member 1.
- the second portion 115 ⁇ / b> A is formed with a protrusion 14 ⁇ / b> A that protrudes outward in the width direction of the light guide member 1.
- the second portion 115 ⁇ / b> B is formed with a protrusion 14 ⁇ / b> B that protrudes outward in the width direction of the light guide member 1.
- Each protrusion 14A, 14B is a part that is hooked and fixed to the other member when the light guide member 1 is attached to the other member. As shown in FIG. 9, each protrusion 14 ⁇ / b> A, 14 ⁇ / b> B extends in the length direction of the light guide member 1 and extends in the length direction of the light guide member 1.
- the shape of the cross section orthogonal to the length direction of the light guide member 1 of each protrusion 14A, 14B is a right triangle.
- a surface 140 ⁇ / b> A on the end surface portion 112 side of the ridge 14 ⁇ / b> A is inclined so as to approach the light exit surface 12 side as a portion located on the outer side in the width direction of the light guide member 1.
- a surface 140 ⁇ / b> B on the end surface portion 112 side of the protrusion 14 ⁇ / b> B is inclined so as to approach the light output surface 12 side as a portion located on the outer side in the width direction of the light guide member 1.
- a surface 141 ⁇ / b> A on the light exit surface 12 side of the protrusion 14 ⁇ / b> A is orthogonal to the height direction of the light guide member 1.
- a surface 141 ⁇ / b> B on the light exit surface 12 side of the protrusion 14 ⁇ / b> B is orthogonal to the height direction of the light guide member 1.
- each protrusion 14A, 14B is not restricted to a right triangle shape.
- the cross-sectional shape of the protrusions 14A and 14B is a right-angled triangle shape, hemispherical shape that is inclined so that the surface on the light output surface 12 side is closer to the reflecting surface 11 as the portion located on the outer side in the width direction of the light guide member 1 It may be an isosceles triangle.
- the portion excluding the protrusion 14A in the second portion 115A of the side surface portion 110A has a linear shape parallel to the height direction of the light guide member 1 when viewed from the length direction of the light guide member 1.
- the portion excluding the protrusion 14B has a linear shape parallel to the height direction of the light guide member 1 when viewed from the length direction of the light guide member 1.
- portion on the light exit surface 12 side of the side surface portion 110A may be curved so as to be continuous with the portion on the end surface portion 112 side, for example.
- portion on the light exit surface 12 side of the side surface portion 110B may be curved so as to be continuous with the portion on the end surface portion 112 side, for example.
- the first portions 114A and 114B are non-concave surfaces that are not inwardly concave and do not have outwardly protruding portions such as the protrusions 14A and 14B. For this reason, the first portions 114A and 114B are likely to efficiently reflect the light coming from the end surface portion 112 toward the light exit surface 12 side.
- the light exit surface 12 of the present embodiment is a concave curved surface having an arcuate cross section in the entire width direction.
- a plurality of light sources 20C may be provided for each of the light incident surfaces 10A and 10B.
- two light sources 20C are provided side by side in the height direction of the light guide member 1 for each of the light incident surfaces 10A and 10B.
- the manufacturing apparatus 6 of the light guide member 1 of this embodiment shown in FIG. 12 includes an extruder 30B instead of the extruder 30A shown in the first embodiment.
- the manufacturing apparatus 6 includes a laser processing machine 36 in addition to the extrusion molding machine 30B, the sizing 31, the water tank 32, the take-up machine 33, the cutting machine 34, and the alignment machine 35.
- the extrusion molding machine 30B is a single color extrusion molding machine.
- An extrusion die 302B is provided at the tip of the extrusion molding machine 30B.
- the laser processing machine 36 is provided on the downstream side of the take-up machine 33 and on the upstream side of the cutting machine 34 in the extrusion direction of the extruded product 62. That is, it is provided between the take-up machine 33 and the cutting machine 34 in the flow direction of the production line.
- the laser method of the laser processing machine 36 is a galvano scanning method. As shown in FIG. 13, the laser processing machine 36 includes a laser oscillator 360, a beam expander 361, a plurality of galvano scanners 362, and an f ⁇ lens 363. The laser processing machine 36 irradiates a carbon dioxide laser of about 30 W, for example.
- the manufacturing method of the light guide member 1 of the present embodiment includes a diffusion portion forming step (cutting step) in addition to the extrusion step, the sizing step, the cooling step, the take-up step, the cutting step, and the alignment step.
- the extrusion-molded body 62 is formed by single-color extrusion using the extrusion molding machine 30B.
- the synthetic resin material that becomes the light guide member 1 is plasticized by the extrusion molding machine 30B and extruded from the extrusion mold 302B.
- the diffusion part forming step the laser beam is irradiated from the laser processing machine 36 toward the extruded product 62 moving in the extrusion direction by the take-up machine 33.
- a large number of cutting grooves 50 are formed in the portion constituting the end surface portion 112 of the reflection surface 11 of the extruded product 62 by the laser irradiated from the laser processing machine 36. That is, the diffusion part forming process of the present embodiment is a process performed at the same time as the extrusion process (process performed inline).
- the formation of the cutting groove 50 by the laser in the diffusion portion forming step is performed on the extruded body 62 (extruded body 62 before being cut to a desired length) continuously extruded from the extruder 30B. Done.
- the laser processing machine 36 drives the mirror 364 of the galvano scanner 362 based on a preset processing pattern to scan the laser light, and forms the cutting groove 50 by the scanned laser light.
- the scanning direction of the laser is indicated by an arrow A1.
- the moving direction (extrusion direction) of the extrusion-molded body 62 is indicated by an arrow A2.
- the diffusing portion 5B for example, as shown in FIGS. 14A and 14B, those having the same width in the length direction of the light guide member 1 may be formed.
- a large number of cutting grooves 50A having the same length are formed on the end surface portion 112 of the reflecting surface 11 shown in FIG. 14A.
- a large number of cutting grooves 50B having the same length are formed in the end surface portion 112 of the reflecting surface 11 shown in FIG. 14B.
- the cutting groove 50A is not formed between the processing area 113A to be scanned with the laser light of the same cycle and the processing area 113B to be scanned with the laser light of the next cycle.
- a seam 51A may be formed.
- the length directions of the plurality of cutting grooves 50 ⁇ / b> A are preferably parallel to each other and inclined with respect to the width direction of the light guide member 1.
- a seam 51 ⁇ / b> A that is inclined with respect to the width direction of the light guide member 1 is formed between the processing areas 113 ⁇ / b> A and 113 ⁇ / b> B of the end surface portion 112 of the light guide member 1.
- a cutting groove 50 is formed in a portion located outside the joint 51 ⁇ / b> A in the width direction of the light guide member 1.
- the outer part in the width direction of the light guide member 1 in the part corresponding to the joint 51 ⁇ / b> A on the light exit surface 12 emits light. For this reason, it can suppress that the part corresponding to the joint 51A of the light emission surface 12 becomes dark and stands out.
- the length direction of the cutting groove 50A is inclined with respect to the width direction of the light guide member 1, it enters from the light incident surfaces 10A and 10B of the light guide member 1 and reaches the groove side surface of the cutting groove 50A.
- the light is difficult to escape out of the light guide member 1. That is, as shown in FIG. 14B, when the length direction of the cutting groove 50B is parallel to the width direction of the light guide member 1, the light that travels by entering from the light incident surfaces 10A and 10B of the light guide member 1 is The incident angle with respect to the groove side surface of the cutting groove 50 ⁇ / b> B is reduced, and the cutting groove 50 ⁇ / b> B is easily removed from the light guide member 1.
- the light guide member 1 of the first embodiment and the second embodiment described above has the following first characteristics.
- the light guide member 1 is long. At least one of the end surfaces in the length direction of the light guide member 1 is a light incident surface 10A on which light is incident.
- the light guide member 1 is made of synthetic resin and formed by extrusion.
- the light incident surface 10A is a cut surface formed by cutting with a laser.
- This light guide member 1 can form a plurality of light guide members 1 having different lengths only by changing the cutting position of the extruded body 62 formed by extrusion. For this reason, when manufacturing the several light guide member 1 from which length differs, it is not necessary to prepare a metal mold
- the light guide member 1 of the second embodiment has the following second feature in the light guide member 1 having the first feature.
- the light guide member 1 includes a reflective surface 11 and a light exit surface 12.
- the reflection surface 11 is formed along the length direction of the light guide member 1 and configured to reflect the light incident from the light incident surface 10A.
- the light exit surface 12 is formed along the length direction of the light guide member 1 and is configured to emit the light reflected by the reflective surface 11.
- a diffusion portion 5B for diffusing light is formed on the reflection surface 11.
- the diffusing portion 5B includes irregularities (cutting grooves 50) formed on the reflecting surface 11 by laser irradiation.
- the diffusion portion 5B of the light guide member 1 can be provided by forming irregularities on the reflection surface 11 by laser irradiation. For this reason, productivity can be improved, for example, since a mask at the time of printing becomes unnecessary compared with the case where the diffusion part 5B is formed by printing.
- the manufacturing method of the light guide member 1 of 1st Embodiment and 2nd Embodiment has the 3rd characteristic shown below. It is a manufacturing method of the light guide member 1 which has the 1st characteristic or the 2nd characteristic.
- the manufacturing method of the light guide member 1 includes an extrusion process and a cutting process. In the extrusion process, the extruded product 62 is formed by extrusion. In the cutting step, the light guide member 1 having a desired length is obtained by cutting the extruded body 62 formed in the extrusion step by cutting with a laser.
- the elongated light guide member 1 can be manufactured by cutting the extruded body 62 obtained in the extrusion step in the cutting step. Moreover, the several light guide member 1 from which length differs can be manufactured only by changing the cutting position of the extrusion molded object 62 in a cutting process. Therefore, it is not necessary to prepare a mold for each light guide member 1 as in the case of adopting injection molding, and an increase in manufacturing cost can be suppressed. Moreover, since the extrusion molded body 62 is cut by laser cutting in the cutting step, the light incident surfaces 10A and 10B of the light guide member 1 can be formed into smooth cut surfaces formed by laser cutting. For this reason, irregular reflection of light hardly occurs on the light incident surfaces 10A and 10B. Further, it is possible to easily form the light incident surface 10A that hardly causes irregular reflection of light.
- the manufacturing method of the light guide member 1 of 1st Embodiment and 2nd Embodiment has the 4th characteristic shown below in the manufacturing method of the light guide member 1 which has a 3rd characteristic.
- Laser cutting in the cutting process is performed during the extrusion process. That is, the cutting process is performed in-line with the extrusion process.
- the method of manufacturing the light guide member 1 for example, it is possible to save the trouble of cutting the extruded molded body 62 using a saw blade or the like and then cutting it using a laser.
- the manufacturing method of the light guide member 1 of 2nd Embodiment has the 5th characteristic shown below.
- the method for manufacturing the light guide member 1 is a method for manufacturing the light guide member 1 having the second feature.
- the manufacturing method of the light guide member 1 includes an extrusion process, a diffusion part forming process, and a cutting process.
- the extrusion process the extruded product 62 is formed by extrusion.
- the diffusion part forming step the surface of the extruded body 62 constituting the reflection surface 11 of the light guide member 1 is irradiated with a laser to form irregularities.
- the cutting step the extruded body 62 is cut with a laser to obtain the light guide member 1 having a desired length.
- the elongated light guide member 1 can be manufactured by cutting the extruded body 62 obtained in the extrusion step in the cutting step. Moreover, the light guide member 1 from which length differs can be manufactured only by changing the cutting position of the extrusion molded object 62 in a cutting process. Therefore, there is no need to prepare different molds for each length as in the case of adopting injection molding, and an increase in manufacturing cost can be suppressed. Moreover, since the extrusion molded body 62 is cut by laser cutting in the cutting step, the light incident surface 10A of the light guide member 1 can be made into a smooth cut surface formed by laser cutting. For this reason, irregular reflection of light hardly occurs on the light incident surface 10A.
- the light incident surface 10A that hardly causes irregular reflection of light can be easily formed.
- the diffusion portion 5B is provided by forming irregularities on the reflection surface 11 by laser irradiation. For this reason, productivity can be improved, for example, since a mask at the time of printing becomes unnecessary compared with the case where the diffusion part 5B is formed by printing.
- the method for manufacturing the light guide member 1 of the second embodiment has the following sixth feature in the method for manufacturing the light guide member having the fifth feature.
- Laser irradiation in the diffusion part forming step is performed during the extrusion step. That is, the diffusion part forming process is performed in-line with the extrusion process.
- the productivity can be further increased.
- the manufacturing method of the light guide member 1 according to the present invention has the following seventh feature in the manufacturing method of the light guide member 1 having the sixth feature.
- a plurality of cutting grooves 50 are formed on the surface of the extruded body 62 that constitutes the reflective surface 11 of the light guide member 1 by irradiation with the laser.
- the diffusion portion 5B can be easily formed by using the laser processing machine 36 that performs laser cutting by scanning laser light.
- the second to seventh features are features that are arbitrarily added to the first feature.
- the light guide member 1 may be provided with the diffusion portion 5B of the second embodiment instead of the diffusion portion 5A of the first embodiment.
- a reflective substance is provided on the surface opposite to the light exit surface 12 of the light guide member 1 by printing or vapor deposition. Also good.
- the cross-sectional shape of the light guide member 1 of 1st Embodiment and 2nd Embodiment may be circular, a rectangle, etc.
- the manufacturing apparatus 6 of the first embodiment and the second embodiment can be appropriately designed and modified.
- the cut groove 50 may be formed by irradiating a laser to the extruded molded body 62 after cutting.
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Abstract
本発明の導光部材(1)は、長形であって、導光部材の長さ方向の両端面(402A,402B)のうちの少なくとも一方の端面は、光が入射する入光面(10A,10B)である。導光部材は、合成樹脂製で押出成形によって形成され、入光面がレーザーによる切断で形成された切断面である。当該構成により、押出成形によって成形された押出成形体の切断位置を変更するだけで、長さの異なる導光部材を製造でき、導光部材の製造コストの増加を抑制できる。また、入光面をレーザーによる切断で形成することで、平滑な面にでき、光の乱反射が生じ難くなる。
Description
本発明は、一般に導光部材及びその製造方法、より詳細には、長さ方向の端面から導入された光を長さ方向に沿う面から出射する導光部材及びその製造方法に関する。
日本国特許公開番号2005-198106号には、導光部材が開示されている。この導光部材は、棒状で、長さ方向の端面から導入された光を、長さ方向に沿う底面で反射し、この光を長さ方向に沿う上面から出射するように構成されている。
ところで、合成樹脂製で棒状の導光部材を射出成形によって製造する場合、長さの異なる複数の導光部材を製造するには、導光部材毎に異なる金型が必要となる。このため、製造コストが高くなることが懸念される。
ここで、導光部材を押出成形により製造すれば、押出成形品を鋸刃等で切断することにより、長さの異なる複数の導光部材を製造できる。ところが、この導光部材にあっては、鋸刃等で切断された粗い切断面が、光が入射する入光面になる。このため、光源から入光面に至った光が前記切断面に存在する微小な凹凸によって反射してしまう恐れがある。また、これを解消するには、前記切断面を研磨することが考えられるが、手間を要し、この場合も製造コストが高くなることが懸念される。
そこで、本発明の目的は、製造コストを抑え、入光面における光の乱反射が生じ難い導光部材を提供することにある。
本発明に係る導光部材は、以下に示す第1の特徴を有する。導光部材は長形である。前記導光部材の長さ方向の両端面のうちの少なくとも一方の端面は、光が入射する入光面である。前記導光部材は、合成樹脂製で押出成形によって形成される。前記入光面がレーザーによる切断で形成された切断面である。
本発明に係る導光部材は、第1の特徴を有する導光部材において、以下に示す第2の特徴を有する。導光部材は、反射面と出光面を備える。前記反射面は、前記導光部材の長さ方向に沿って形成されて前記入光面から入射した光を反射するように構成される。前記出光面は、前記導光部材の長さ方向に沿って形成されて、前記反射面で反射した光を出射するように構成される。前記反射面に光を拡散するための拡散部が形成される。この拡散部がレーザーの照射により前記反射面に形成された凹凸を備える。
また、本発明に係る導光部材の製造方法は、以下に示す第3の特徴を有する。第1の特徴又は第2の特徴を有する導光部材の製造方法である。導光部材の製造方法は、押出工程と、切断工程を含む。前記押出工程では、押出成形によって押出成形体を成形する。前記切断工程では、前記押出工程で成形した押出成形体をレーザーによる切断によって切断して所望の長さの前記導光部材を得る。
また、本発明に係る導光部材の製造方法は、第3の特徴を有する導光部材の製造方法において、以下に示す第4の特徴を有する。前記切断工程におけるレーザーによる切断を、前記押出工程中に行う。すなわち、前記切断工程におけるレーザーによる切断は、前記押出工程と同時に行われる。また、このレーザーによる切断は、押出成形機から連続して押出されている押出成形体に対して行われる。
また、本発明に係る導光部材の製造方法は、以下に示す第5の特徴を有する。導光部材の製造方法は、第2の特徴を有する導光部材の製造方法である。導光部材の製造方法は、押出工程と、拡散部形成工程と、切断工程を含む。前記押出工程では、押出成形によって前記押出成形体を成形する。前記拡散部形成工程では、前記導光部材の前記反射面を構成する、前記押出成形体の面に、レーザーを照射して前記凹凸を形成する。前記切断工程では、前記押出成形体をレーザーにより切断して所望の長さの前記導光部材を得る。
また、本発明に係る導光部材の製造方法は、第5の特徴を有する導光部材の製造方法において、以下に示す第6の特徴を有する。前記拡散部形成工程におけるレーザーの照射を、前記押出工程中に行う。すなわち、前記拡散部形成工程におけるレーザーの照射を、前記押出工程において押出されている押出成形体に対して行う。
また、本発明に係る導光部材の製造方法は、第6の特徴を有する導光部材の製造方法において、以下に示す第7の特徴を有する。前記拡散部形成工程において、前記レーザーの照射により、前記導光部材の前記反射面を構成する、前記押出成形体の面に、複数の切削溝を形成する。
なお、第2~第7の特徴は、第1の特徴に任意に付加される特徴である。
本発明にあっては、導光部材を押出成形によって製造でき、押出成形によって成形された押出成形体の切断位置を変更するだけで、長さの異なる導光部材を製造できる。このため、長さの異なる導光部材を製造するにあたって、射出成形により導光部材を製造する場合のように導光部材の長さ毎に異なる金型を用意する必要がない。従って、導光部材の製造コストの増加を抑制できる。また、入光面をレーザーによる切断で形成することで、平滑な面にできる。このため、入光面において、光の乱反射が生じ難くなる。
本発明の好ましい実施形態をさらに詳細に記述する。本発明の他の特徴および利点は、以下の詳細な記述および添付図面に関連して一層良く理解されるものである。
第1実施形態の導光部材を示す斜視図である。
第1実施形態の導光部材を組み込んだ照明装置を示す説明図である。
第1実施形態の照明装置の設置状態を示す説明図である。
第1実施形態の導光部材を示す断面図である。
第1実施形態の一例の出光面を示す底面図である。
第1実施形態の他例の出光面を示す側断面図である。
第1実施形態の他例の導光部材を示す断面図である。
第1実施形態の導光部材の製造装置の説明図である。
第2実施形態の導光部材の斜視図である。
第2実施形態の導光部材の正面図である。
第2実施形態の導光部材を備えた照明装置の説明図である。
第2実施形態の導光部材の製造装置を示す説明図である。
第2実施形態の導光部材の拡散部を形成する様子を示す説明図である。
図14Aは第2実施形態の導光部材の継ぎ目を示す説明図であり、図14Bは参考例の導光部材の継ぎ目を示す説明図である。
以下、添付図面に基づいて本発明の実施形態について記述する。
(第1実施形態)
図1に示す本実施形態の導光部材1は、例えば照明装置に組み込まれて用いられる。図2に本実施形態の導光部材1を組み込んだ照明装置2を示す。
図1に示す本実施形態の導光部材1は、例えば照明装置に組み込まれて用いられる。図2に本実施形態の導光部材1を組み込んだ照明装置2を示す。
照明装置2は、例えば部屋の天井や壁、床、キャビネットやパネル等の設置物に設けられる。照明装置2は、導光部材1と、一対の制御基板21A,21Bと、一対の光源20A,20Bを備えている。
図1に示すように、導光部材1は、一方向に延びる長形である。具体的に導光部材1は、真っ直ぐな棒状である。以下、導光部材1の長さ方向と直交する任意の方向を幅方向とし、導光部材1の長さ方向及び幅方向の両者と直交する方向を高さ方向として説明する。すなわち、図1において矢印D1に示す方向が導光部材1の長さ方向であり、矢印D2に示す方向が導光部材1の幅方向であり、矢印D3に示す方向が導光部材1の高さ方向である。
導光部材1は、入光面10A、反射面11、及び出光面12を備えている。本実施形態の導光部材1は、さらに入光面10B(図2参照)を備えている。以下では、入光面10Aを第1入光面10Aと記載し、入光面10Bを第2入光面10Bと記載する場合がある。
図2に示すように、第1入光面10Aは、導光部材1の長さ方向の一端面である。第2入光面10Bは、導光部材1の第1入光面10Aと反対側の端面である。すなわち、本実施形態では、導光部材1の長さ方向の両側に、入光部分がある。なお、導光部材1の長さ方向において第1入光面10Aとは反対側の端面は、第2入光面10Bでなくてもよい。
反射面11及び出光面12は、導光部材1の長さ方向に沿う面である。本実施形態の出光面12は、導光部材1の高さ方向(厚み方向)の一方の面である。本実施形態の反射面11は、導光部材1の外周面の一部であり、導光部材1の外周面における出光面12を除く面である。
照明装置2の発光方式は、いわゆるエッジライト方式である。すなわち、照明装置2は、導光部材1の第1入光面10A及び第2入光面10Bに光を照射することで、図2に示すように、導光部材1の長さ方向に沿う面である出光面12から光を出す。
照明装置2が備える一対の制御基板21A,21Bのうちの一方の制御基板21Aは、第1入光面10Aに対向する位置に配置され、他方の制御基板21Bは、第2入光面10Bに対向する位置に配置されている。すなわち、制御基板21A,21Bは、導光部材1の長さ方向の両側に配置されている。
以下、照明装置2が備える一対の光源20A,20Bのうち、一方の光源20Aを第1光源20Aと記載し、他方の光源20Bを第2光源20Bと記載する場合がある。各光源20A,20Bは、例えば発光ダイオードである。第1光源20Aは制御基板21Aに実装され、第2光源20Bは制御基板21Bに実装されている。これにより、第1光源20Aが導光部材1の長さ方向の一端側に配置され、第2光源20Bが導光部材1の長さ方向の他端側に配置されている。第1光源20Aは、第1入光面10Aに対向している。第2光源20Bは第2入光面10Bに対向している。
第1光源20Aは、制御基板21Aに設けられた回路に電気的に接続されている。第1光源20Aは、制御基板21Aの回路に電力を供給することで発光する。第2光源20Bは、制御基板21Bに設けられた回路に電気的に接続されている。第2光源20Bは、制御基板21Bの回路に電力を供給することで発光する。照明装置2を用いる場合は、両光源20A,20Bは同時に発光される。
第1光源20Aから発した光は、対応する第1入光面10Aから導光部材1に入る。第2光源20Bから発した光は、対応する第2入光面10Bから導光部材1に入る。このように各入光面10A,10Bから導光部材1に入射した光は、概ね導光部材1の長さ方向の反対側の端面に向かって進行し、この進行の過程において反射面11で出光面12側に反射する。そして、このように反射面11で反射した光は、出光面12の全体から出射する。これにより、出光面12は、帯状に発光する。なお、照明装置2は、両光源20A,20Bのうちのいずれか一方のみを備える装置であってもよい。
照明装置2は、例えば図3に示すように、建物の壁61と天井60とでなす隅部に沿って設置される。この照明装置2の導光部材1は、天井60の直ぐ下に配置されている。また、導光部材1の出光面12は、壁61に臨むように斜め下方に向けられている。図3に示す照明装置2は、屋内照明として利用され、出光面12から出射された光によって壁61を照らす。
以下、導光部材1及び照明装置2についてさらに詳細に説明する。図1に示すように、導光部材1は、透明部4と拡散部5Aを備えている。本実施形態の導光部材1は、透明部4と拡散部5Aのみからなる。透明部4と拡散部5Aは、導光部材1の高さ方向に並んでいる。
透明部4は、導光部材1の長さ方向に延びる長形状である。拡散部5Aは、透明部4の長さ方向に沿う一面に設けられている。
導光部材1は、合成樹脂製である。導光部材1は、押出成形により形成されている。本実施形態の導光部材1は、透明部4となる合成樹脂材料と、拡散部5Aとなる合成樹脂材料を用いて二色押出成形(共押出成形)することで製造される。
透明部4となる合成樹脂材料は、透光性(光透過性)を有する。透明部4となる合成樹脂材料は、例えばPMMA(ポリメタクリル酸メチル)、あるいはPMMAにPMA(ポリアクリル酸メチル)又はアクリルゴムのいずれか一方又は両方を添加した材料である。PMAやアクリルゴムはPMMAと光の屈折率が略同じで透明性を損ない難く、導光部材1の成形性や耐衝撃性を改善できる。
拡散部5Aとなる合成樹脂材料は、例えば透明部4となる合成樹脂材料を酸化チタン等で着色した材料である。すなわち、拡散部5Aとなる合成樹脂材料は、PMMA、あるいはPMMAにPMA又はアクリルゴムのいずれか一方又は両方を添加した主材に酸化チタン等を加えた材料である。
なお、拡散部5Aとなる合成樹脂材料は、透明部4となる合成樹脂材料とは異なる合成樹脂材料を酸化チタン等で着色した材料であってもよい。例えば、拡散部5Aとなる合成樹脂材料には、ABS(acrylonitrile butadiene styrene)、ASA(Acrylonitrile Styrene Acrylate resin)、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド等を、酸化チタン等で着色した材料が用いられる。また、透明部4の材料や、拡散部5Aの材料は、ポリカーボネート等の他の材料であってもよい。
透明部4となる合成樹脂材料と、拡散部5Aとなる合成樹脂材料は、拡散部5Aの反射率が透明部4と比べて高くなるよう、光の屈折率が異なっている。
図1に示すように、導光部材1の長さ方向と直交する断面の形状は、導光部材1の長さ方向において一様である。また、導光部材1の長さ方向と直交する断面の形状は、図4に示すように、導光部材1の幅方向の中心を通る中心線L1を中心にした線対称である。
透明部4は、幅広部40と幅狭部41を備えている。本実施形態の透明部4は、幅広部40と幅狭部41のみからなる。
幅広部40は、幅狭部41よりも幅が広い。幅広部40は幅狭部41よりも、導光部材1の長さ方向と直交する断面の面積が大きい。幅狭部41は、幅広部40の拡散部5A側の端部における幅方向の中央部から突出している。幅狭部41の突出方向は、導光部材1の高さ方向と平行である。
図2に示すように、入光面10Aは、幅広部40の長さ方向の一端面402Aと、この端面402Aと面一となる幅狭部41の長さ方向の一端面410Aとで構成されている。また、入光面10Bは、幅広部40の長さ方向の端面402Aとは反対側の端面402Bと、この端面402Bと面一となる、幅狭部41の長さ方向の端面410Aとは反対側の端面410Bとで構成されている。
入光面10A,10Bは、透明部4の長さ方向(導光部材1の長さ方向)と直交している。入光面10A,10Bは、レーザーによる切断で形成された凹凸の少ない平滑面である。
光源20A,20Bは、導光部材1の長さ方向から見て幅広部40と重なる位置に配置されている。すなわち、第1光源20Aは、第1入光面10Aの一部である、幅広部40の長さ方向の端面に対向している。第2光源20Bは、第2入光面10Bの一部である、幅広部40の長さ方向の端面に対向している。各光源20A,20Bは、幅狭部41に対向する位置には配置されていない。
前記のように幅広部40は、導光部材1の長さ方向と直交する断面の面積が幅狭部41よりも大きい。そして、この幅広部40に、光源20A,20Bが対向するので、光源20A,20Bが大型であっても、光源20A,20Bから発した光のほとんどを入光面10A,10Bに入射させることが可能になる。また、幅狭部41は、導光部材1の長さ方向と直交する断面の面積が、幅広部40よりも小さいため、導光部材1の小型化を図ることが可能になる。
第1光源20Aから発した光は、第1入光面10Aの一部である、幅広部40の長さ方向の端面から導光部材1に入る。第2光源20Bから発した光は、第2入光面10Bの一部である、幅広部40の長さ方向の端面から導光部材1に入る。
図1に示すように、反射面11には、拡散部5Aが設けられている。本実施形態では、幅広部40から突出した幅狭部41の突出端面に、拡散部5Aが設けられている。ここで、幅狭部41の突出端面とは、幅広部40から突出した幅狭部41の先端面である。幅狭部41の突出端面は、導光部材1の高さ方向と直交した平面である。拡散部5Aは、透明部4の長さ方向の全長に亘っている。
図4に示すように、拡散部5Aの長さ方向と直交する断面の形状は、導光部材1の幅方向に長い矩形状である。拡散部5Aの幅(導光部材1の幅方向における長さ)は、幅狭部41の突出端面の幅よりも広い。拡散部5Aの幅方向の両側端部は、幅狭部41の突出端面よりも幅方向の外側に向かって突出している。拡散部5Aの反射率は、透明部4よりも高く、入光面10A,10Bから透明部4に入った光を出光面12側(幅広部40側)に拡散して反射する。
幅狭部41の幅は、導光部材1の高さ方向において、幅広部40側に行く程大きくなっている。幅広部40の幅は、出光面12側では一定であり、幅狭部41側では導光部材1の高さ方向において幅狭部41に近い部分程小さくなっている。すなわち、透明部4の幅は、拡散部5Aに近い部分程小さくなっている。
幅狭部41の幅方向の両側の側面は、導光部材1の長さ方向と直交する断面において、幅狭部41の外側に向かって突となる略弧状の曲面である。詳しくは、幅狭部41の両側面は、断面略放物線状に湾曲した曲面である。このため、拡散部5Aで反射して幅狭部41の両側面に至った光は、出光面12側に向かって全反射しやすい。
幅広部40の幅方向の両側の側面は、夫々、直線状部400と、曲線状部401を備えている。本実施形態の幅広部40の各側面は、直線状部400と曲線状部401のみからなる。
直線状部400は、曲線状部401よりも出光面12側に位置している。直線状部400は、導光部材1の高さ方向と略平行な面である。曲線状部401は、導光部材1の高さ方向において幅狭部41に近い部分程徐々に導光部材1の幅方向の内側に位置するように湾曲した断面弧状の曲面である。曲線状部401は直線状部400と連続している。曲線状部401は、幅狭部41の対応する側面の出光面12側の端縁に繋がっている。曲線状部401と幅狭部41の側面の両者で、導光部材1の内側に凹んだ入隅部が形成されている。
拡散部5Aで反射した後に幅狭部41の両側面で反射して幅広部40に到った光の一部は、曲線状部401で全反射して出光面12側に進みやすい。
出光面12は、幅広部40における幅狭部41と反対側(拡散部5Aと反対側)に臨む面である。出光面12は透明部4の長さ方向に亘っている。拡散部5Aで幅広部40側に反射した光は、出光面12から出射する。
出光面12の幅方向の両端部を除く部分は、幅方向の中央側に近い部分程導光部材1の高さ方向において拡散部5A側に位置するように窪んだ凹曲面124である。凹曲面124は、導光部材1の長さ方向と直交する断面において、拡散部5A側に凹んだ弧状に形成されている。このため、出光面12から出射する光は、概ね導光部材1の幅方向の外側に屈折する。これにより、出光面12から出射した光で、出光面12よりも幅の広い領域を照らすことができる。
なお、本実施形態の出光面12の断面形状は、透明部4の長さ方向に一様であるが、図5や図6に示すように導光部材1の長さ方向において変化してもよい。図5に示す例では、出光面12の長さ方向における複数箇所に、微細な筋120が形成されている。各筋120は、溝又は突条である。各筋120は出光面12の幅方向と平行であって、出光面12の幅方向に亘っている。各筋120は例えば導光部材1を押出成形する際のフローマークによって形成される。このように出光面12に筋120を設けることで、筋120から出射される光を、図5の矢印で示すように導光部材1の長さ方向に拡散できる。
図6に示す例では出光面12が長さ方向において凹部121と凸部122が交互に形成された波状に形成されている。この波状の出光面12は、例えば導光部材1の成形時に生じる成形ひけ等の現象を利用して形成される。このように導光部材1の出光面12を波状に形成することでも、出光面12から出射される光を導光部材1の長さ方向に拡散できる。
図4に示すように出光面12は、一対の湾曲面123A,123Bを備えている。出光面12の幅方向の一端部に湾曲面123Aが位置し、他端部に湾曲面123Bが位置している。湾曲面123A,123Bは、出光面12の幅方向の外側に近い部分程、導光部材1の高さ方向において拡散部5A側に位置するように湾曲している。
湾曲面123A,123Bは、導光部材1の幅方向において拡散部5Aよりも外側に位置している。湾曲面123A,123Bは、出光面12と幅広部40の側面部(詳しくは直線状部400)とを繋ぐ隅部である。
湾曲面123A,123Bは、導光部材1の長さ方向と直交する断面において、曲率半径が同じで且つ中心角が略90度の弧状である。出光面12の凹曲面124と、幅広部40の湾曲面123A側の側面とは、湾曲面123Aを介して角が形成されないように連続している。出光面12の凹曲面124と、幅広部40の湾曲面123B側の側面とは、湾曲面123Bを介して角が形成されないように連続している。
図4に、解析により求めた拡散部5Aで反射した光線を破線で示す。図4に示すように、拡散部5Aから湾曲面123A,123Bに到達した光は、湾曲面123A,123Bによって散乱して出射する。この場合、湾曲面123A,123Bは、出光面12の両側端部から出射する光に若干の拡散性を付与する。すなわち、拡散部5Aから導光部材1の幅方向の外側に広がるように出光面12側に向かう光が、湾曲面123A,123Bに到達すると、この光は湾曲面123A,123Bにおいて出光面12の幅方向の中央側に向けて屈折し拡散する。このため、出光面12から出射した光の照射領域における幅方向の外側部分にあっては、その照度が幅方向の外側に行くにつれて緩やかに低下する。
なお、両湾曲面123A,123Bの曲率半径は、図7に示すように異なってもよい。図7に、解析により求めた拡散部5Aで反射した光線を破線で示す。図7に示すように、両湾曲面123A,123Bの曲率半径が異なると、両湾曲面123A,123Bにおける光の散乱性が変化する。すなわち、出光面12から出射する光の配光特性が、出光面12の幅方向の一方側と他方側とで変化する。
次に導光部材1の製造装置6について説明する。図8には、本実施形態の導光部材1の生産ラインである製造装置6が示されている。
製造装置6は、押出成形機30A、サイジング31、水槽32、引取機33、切断機34、及び整列機35を備えている。
押出成形機30Aは、二色押出成形機であり、その先端には押出金型302Aが設けられている。押出成形機30Aは、第一押出機300と第二押出機301を備えている。切断機34は、例えば出力100Wで炭酸ガスレーザー(CO2レーザー)を照射して切断を行う。
サイジング31、水槽32、引取機33、切断機34、及び整列機35は、この順序で、押出成形機30Aから押し出される押出成形体62(図13参照)の押出方向に並んでいる。すなわち、押出成形機30A、サイジング31、水槽32、引取機33、切断機34、及び整列機35は、この順序で生産ラインの上流側から順に設けられている。
本実施形態の導光部材1の製造方法は、押出工程、サイジング工程、冷却工程、引取工程、切断工程、及び整列工程を含む。
押出工程では、押出成形機30Aによる二色押出成形によって、押出成形体62が成形される。この押出成形では、第一押出機300において透明部4となる合成樹脂材料が可塑化されて押出金型302Aから押し出され、同時に第二押出機301において拡散部5Aとなる合成樹脂材料が可塑化されて押出金型302Aから押し出される。これにより、押出成形機30Aから、透明部4となる合成樹脂材料と拡散部5Aとなる合成樹脂材料とを一体的に有する押出成形体62が、押出金型302Aを経て生産ラインの下流側に押し出される。なお、ここで言う押出工程には、後述する切断工程、すなわち、押出成形機30Aから連続して押し出されている押出成形体62を所望の長さに切断する工程は含まれない。
引取工程では、引取機33により、押出金型302Aから押し出された、中間生成物である押出成形体62が引っ張られる。これにより、押出成形体62は、サイジング31及び水槽32を順に通過する。すなわち、導光部材1は、押出成形機30Aによる押出工程、サイジング31によるサイジング工程、水槽32による冷却工程、及び整列機35による整列工程を順に経て製造される。
サイジング工程では、サイジング31を通過する押出成形体62が、サイジング31によって所定の形状に整えられる。これにより、サイジング31を通過した押出成形体62の断面形状は、製造後の導光部材1の断面形状と同じになる。
冷却工程では、押出成形体62が水槽32を通過する。これにより、押出成形体62は、水槽32内の水によって冷却されて固化される。このように押出金型302A、サイジング31、及び水槽32を順に通過した押出成形体62は、引取機33を通過した後、切断機34に至る。
切断工程では、切断機34から照射されたレーザーにより、引取機33によって押出方向に移動している押出成形体62が切断される。すなわち、切断工程は、押出工程と同時に行われる工程(インラインで行われる工程)である。具体的に切断工程におけるレーザーによる切断は、押出成形機30Aから連続して押し出されている押出成形体62(所望の長さに切り出される前の押出成形体62)に対して行われる。
具体的に、切断機34は、当該切断機34を通過中の押出成形体62に長さ方向と直交する方向から炭酸ガスレーザーを照射し、押出成形体62をその長さ方向と直交する方向に切断する。これにより、透明部4と拡散部5Aを備えた所望の長さを有する複数の導光部材1が切り出される。このように切り出された複数の導光部材1の長さ方向の端面(入光面10A,10B)は、その全体が切断機34から照射したレーザーによって溶断された平坦な面になる。
整列工程では、前記切り出された複数の導光部材1が、整列機35によって順次整列して配置される。
(第2実施形態)
次に第2実施形態について記載する。なお、以下では、第1実施形態と共通の機能を有する要素については、第1実施形態と同じ名称及び同じ符号を用いて説明し、第1実施形態で説明した事項と重複する事項については説明を省略する。
次に第2実施形態について記載する。なお、以下では、第1実施形態と共通の機能を有する要素については、第1実施形態と同じ名称及び同じ符号を用いて説明し、第1実施形態で説明した事項と重複する事項については説明を省略する。
図9に示す本実施形態の導光部材1は、透光性を有する合成樹脂材料を単色押出成形することにより製造される。導光部材1は、例えば第1実施形態の透明部4と同じ材料から形成される。
本実施形態の導光部材1は、例えば第1実施形態と同様に照明装置に組み込んで用いられる。図11は、本実施形態の導光部材1を備えた照明装置2を示す説明図である。
図9に示すように、本実施形態の導光部材1の長さ方向と直交する断面の形状は、導光部材1の高さ方向に延びる長形である。
導光部材1の反射面11は、第1実施形態と同様に、導光部材1の外周面における出光面12を除く面である。以下、導光部材1の反射面11のうち、導光部材1の幅方向における一方の側面部を側面部110Aと記載し、他方の側面部を側面部110Bと記載する。また、反射面11のうち、導光部材1の高さ方向における出光面12と反対側の端面部を端面部112と記載する。
本実施形態の反射面11は、端面部112と両側の側面部110A、110Bで構成されている。反射面11の端面部112は、導光部材1の高さ方向と直交している。端面部112の幅は、出光面12の幅よりも小さい。
反射面11の端面部112には、拡散部5Bが形成されている。拡散部5Bは、導光部材1の長さ方向における両端部の間に亘って形成されている。
拡散部5Bは、反射面11の端面部112に凹凸を形成して粗面化することで形成されている。具体的に拡散部5Bは、端面部112に形成された複数の切削溝50を備えており、これら切削溝50によって前記凹凸が形成されている。本実施形態では、導光部材1の端面部112に、導光部材1の長さ方向に対して交差する方向に長い切削溝50が、等間隔で導光部材1の長さ方向に多数形成されている。
各切削溝50は、反射面11の平坦な端面部112に、外側からレーザーを当てて切削することで形成される。これら多数の切削溝50は、互いに平行である。各切削溝50の長さ方向は、導光部材1の幅方向に対して一定角度傾斜している。なお、各切削溝50は導光部材1の幅方向と平行であってもよい。
本実施形態では、導光部材1の長さ方向における中間部(詳しくは中心部)に形成された切削溝50は、端面部112の幅方向の両端の間に亘っている。各切削溝50の長さは、導光部材1の長さ方向における中間部より両端側に近い切削溝50程小さくなっている。すなわち、拡散部5Bは、導光部材1の長さ方向における中間部より両端に近い部分程幅が狭くなっている。
各入光面10A,10Bから、導光部材1に入射した光は、両入光面10A,10Bから離れた導光部材1の長さ方向の中間部に届き難い。しかし、前述のように、各切削溝50の長さが、導光部材1の長さ方向における中間部より両端側に近い切削溝50程小さいと、拡散部5Bでは、端面部112の長さ方向における両端部から中間部に近い部分程出光面12側に反射しやすくなる。このため、導光部材1の出光面12から出射される光の量を、導光部材1の長さ方向において略均一にできる。
なお、各切削溝50の長さを一定にし、拡散部5Bの幅を導光部材1の長さ方向において一様にしても構わない。また、切削溝50は、反射面11の端面部112の全体に亘るように形成してもよい。また、拡散部5Bは反射面11の一部に凹凸を形成することで設けられればよく、凹凸は、例えばレーザーによって反射面11に多数の穴を形成することで、設けられてもよい。
また、図示は省略するが、各切削溝50の溝幅は、出光面12側である溝奥側に近い部分程小さくなっている。
導光部材1の入光面10A,10Bから入射して拡散部5Bに至った光は、端面部112の切削溝50の側面に当たって出光面12側や反射面11の両側の側面部110A,110B側に拡散して反射する。また、拡散部5Bが形成された端面部112で反射した光のうち、反射面11の側面部110A,110Bに至った光は、出光面12側に向かって反射する。
図10に示すように、側面部110Aは、端面部112に繋がれた第1の部分114Aと、第1の部分114Aと出光面12とを繋ぐ第2の部分115Aを備えている。また、側面部110Bは、端面部112に繋がれた第1の部分114Bと、第1の部分114Bと出光面12とを繋ぐ第2の部分115Bを備えている。
第1の部分114A,114Bの夫々は、導光部材1の長さ方向から見て、導光部材1の外側に向かって膨らんだ弧状の曲面であり、出光面12側に近い部分程導光部材1の幅方向における外側に位置するように湾曲している。詳しくは、第1の部分114A,114Bの夫々は、導光部材1の長さ方向から見て、放物線状の曲面である。これにより、導光部材1の端面部112側の幅は、端面部112に近い部分程小さくなっている。
このように第1の部分114A,114Bは、放物線状の曲面であるため、各入光面10A,10B、及び端面部112から第1の部分114A,114Bに来た光を出光面12側に反射しやすい。また、各入光面10A,10B、及び端面部112から、第1の部分114A,114Bに来た光は、導光部材1の外側に抜け難い。
第2の部分115Aには、導光部材1の幅方向における外側に向かって突出した突条14Aが形成されている。第2の部分115Bには、導光部材1の幅方向における外側に向かって突出した突条14Bが形成されている。
各突条14A,14Bは、導光部材1を他の部材に取り付ける際に、前記他の部材に引っ掛けて固定される部分である。図9に示すように、各突条14A,14Bは、導光部材1の長さ方向に延び、導光部材1の長さ方向に亘っている。
図10に示すように、各突条14A,14Bの導光部材1の長さ方向に直交する断面の形状は、直角三角形状である。突条14Aの端面部112側の面140Aは、導光部材1の幅方向外側に位置する部分程出光面12側に近づくように傾斜している。突条14Bの端面部112側の面140Bは、導光部材1の幅方向外側に位置する部分程出光面12側に近づくように傾斜している。突条14Aの出光面12側の面141Aは、導光部材1の高さ方向と直交している。突条14Bの出光面12側の面141Bは、導光部材1の高さ方向と直交している。
なお、各突条14A,14Bの断面形状は直角三角形状に限られない。例えば、突条14A,14Bの断面形状は、出光面12側の面を導光部材1の幅方向外側に位置する部分程反射面11側に近づくように傾斜した直角三角形状、半球状、あるいは二等辺三角形状等であってもよい。
側面部110Aの第2の部分115Aにおいて突条14Aを除く部分は、導光部材1の長さ方向から見て、導光部材1の高さ方向と平行な直線状である。側面部110Bの第2の部分115Bにおいて突条14Bを除く部分は、導光部材1の長さ方向から見て、導光部材1の高さ方向と平行な直線状である。
なお、側面部110Aの出光面12側の部分は、例えば端面部112側の部分に連続するように湾曲してもよい。また、側面部110Bの出光面12側の部分は、例えば端面部112側の部分に連続するように湾曲してもよい。
また、第1の部分114A,114Bは、内方に凹まず、且つ突条14A,14Bのような外方に突出した突出部分の存在しない非凹面となっている。このため、第1の部分114A,114Bは、端面部112から来た光を出光面12側に効率良く反射しやすい。
図10に示すように、本実施形態の出光面12は、幅方向の全部が、断面弧状の凹曲面となっている。
本実施形態の導光部材1を照明装置2に組み込んで用いる場合、例えば図10に示すように、入光面10A,10B毎に複数の光源20Cを設けてもよい。この場合、例えば各入光面10A,10Bに対して、2個の光源20Cが導光部材1の高さ方向に並べて設けられる。
図12に示す本実施形態の導光部材1の製造装置6は、第1実施形態で示した、押出成形機30Aに代えて、押出成形機30Bを備えている。また、製造装置6は、押出成形機30B、サイジング31、水槽32、引取機33、切断機34、及び整列機35に加えて、レーザー加工機36を備えている。
押出成形機30Bは、単色押出成形機である。押出成形機30Bの先端には、押出金型302Bが設けられている。
レーザー加工機36は、押出成形体62の押出方向において、引取機33の下流側で且つ切断機34の上流側に設けられている。すなわち、生産ラインの流れ方向において、引取機33と切断機34の間に設けられている。
レーザー加工機36のレーザー方式は、ガルバノスキャニング方式である。図13に示すようにレーザー加工機36は、レーザー発振器360、ビームエキスパンダー361、複数のガルバノスキャナー362、及びfθレンズ363を備えている。レーザー加工機36は、例えば30W程度の炭酸ガスレーザーを照射する。
本実施形態の導光部材1の製造方法は、押出工程、サイジング工程、冷却工程、引取工程、切断工程、及び整列工程に加えて、拡散部形成工程(切削工程)を含む。
押出工程では、押出成形機30Bによる単色押出成形によって、押出成形体62が成形される。この押出成形では、押出成形機30Bにより導光部材1となる合成樹脂材料が可塑化されて押出金型302Bから押し出される。
拡散部形成工程では、引取機33によって押出方向に移動している押出成形体62に向けて、レーザー加工機36からレーザーが照射される。これにより、レーザー加工機36から照射されたレーザーによって、押出成形体62の反射面11の端面部112を構成する部分に、多数の切削溝50(凹凸)が形成される。すなわち、本実施形態の拡散部形成工程は、押出工程と同時に行われる工程(インラインで行われる工程)である。具体的に
拡散部形成工程のレーザーによる切削溝50の形成は、押出成形機30Bから連続して押し出されている押出成形体62(所望の長さに切り出される前の押出成形体62)に対して行われる。
拡散部形成工程のレーザーによる切削溝50の形成は、押出成形機30Bから連続して押し出されている押出成形体62(所望の長さに切り出される前の押出成形体62)に対して行われる。
具体的にレーザー加工機36は、予め設定された加工パターンに基づいてガルバノスキャナー362のミラー364を駆動してレーザー光を走査し、この走査されたレーザー光により切削溝50を形成する。図13にはレーザーの走査方向を矢印A1で示している。また、図13には押出成形体62の移動方向(押出方向)を矢印A2で示している。
ところで、拡散部5Bとしては、例えば図14A及び図14Bに示すように、導光部材1の長さ方向において幅が同じものを形成してもよい。図14Aに示す反射面11の端面部112には、同じ長さの切削溝50Aが多数形成されている。図14Bに示す反射面11の端面部112には、同じ長さの切削溝50Bが多数形成されている。
このような拡散部5Bを形成する場合、予め設定された加工パターンが限られた範囲であると、加工パターンに基づく1サイクルのレーザー光の走査を繰り返し行う必要がある。従って、例えば図14Aに示すように、同一サイクルのレーザー光の走査対象となる加工エリア113Aと、次のサイクルのレーザー光の走査対象となる加工エリア113Bとの間に、切削溝50Aが形成されない継ぎ目51Aが形成される可能性がある。
ここで、図14Bに示すように、切削溝50Bの長さ方向が導光部材1の幅方向と平行であると、切削溝50Bの形成されない部分である継ぎ目51Bが、導光部材1の幅方向と平行になる。この場合、導光部材1の長さ方向において継ぎ目51Bに対応する部分では、部分的に光の拡散が生じ難くなり、出光面12の継ぎ目51Bに対応する部分が暗くなり、この暗くなった部分が目立つ可能性がある。
そこで、図14Aに示すように、複数の切削溝50Aの長さ方向は、互いに平行で且つ導光部材1の幅方向に対して傾斜することが好ましい。この場合、導光部材1の端面部112の両加工エリア113A,113Bの間には、導光部材1の幅方向に対して傾斜した継ぎ目51Aが形成される。この導光部材1は、導光部材1の幅方向において継ぎ目51Aの外側に位置する部分に切削溝50が形成される。このため、出光面12において継ぎ目51Aに対応する部分の導光部材1の幅方向における外側部分は発光する。このため、出光面12の継ぎ目51Aに対応する部分が暗くなって目立つことを抑制できる。
また、切削溝50Aの長さ方向が、導光部材1の幅方向に対して傾斜していると、導光部材1の入光面10A,10Bから入射して切削溝50Aの溝側面に至った光は、導光部材1の外に抜け難くなる。すなわち、図14Bに示すように、切削溝50Bの長さ方向が導光部材1の幅方向と平行であると、導光部材1の入光面10A,10Bから入射して進行する光は、切削溝50Bの溝側面に対する入射角が小さくなって導光部材1の外に抜けやすくなる。しかし、図14Aに示すように切削溝50Aの長さ方向が、導光部材1の幅方向と直交する方向に対して傾斜していると、前記入射角は大きくなり、切削溝50の溝側面に至った光は反射しやすくなる。従って、導光部材1の光漏れが抑制されて、導光部材1の出光面12を効率良く発光できる。
以上説明した第1実施形態及び第2実施形態の導光部材1は、以下の第1の特徴を有する。導光部材1は、長形である。導光部材1の長さ方向の両端面のうちの少なくとも一方の端面は、光が入射する入光面10Aである。導光部材1は、合成樹脂製で押出成形によって形成される。入光面10Aがレーザーによる切断で形成された切断面である。
この導光部材1は、押出成形によって成形された押出成形体62の切断位置を変更するだけで、長さの異なる複数の導光部材1を形成できる。このため、長さの異なる複数の導光部材1を製造するにあたって、射出成形を採用する場合のように導光部材毎に金型を用意する必要がない。従って、導光部材1の製造コストの増加を抑制できる。また、入光面10A,10Bを、レーザーによる切断で形成された平滑な切断面にできる。このため、入光面10A,10Bにおいて、光の乱反射が生じ難くなる。
また、第2実施形態の導光部材1は、第1の特徴を有する導光部材1において、以下の第2の特徴を有する。導光部材1は、反射面11と出光面12を備える。反射面11は、導光部材1の長さ方向に沿って形成されて入光面10Aから入射した光を反射するように構成される。出光面12は、導光部材1の長さ方向に沿って形成されて、反射面11で反射した光を出射するように構成される。反射面11に、光を拡散するための拡散部5Bが形成される。拡散部5Bがレーザーの照射により反射面11に形成された凹凸(切削溝50)を備える。
この導光部材1の拡散部5Bは、レーザーの照射によって反射面11に凹凸を形成することで設けることができる。このため、例えば拡散部5Bを印刷により形成するものと比較して印刷時のマスクが不要になる等、生産性を向上できる。
また、第1実施形態及び第2実施形態の導光部材1の製造方法は、以下に示す第3の特徴を有する。第1の特徴又は第2の特徴を有する導光部材1の製造方法である。導光部材1の製造方法は、押出工程と、切断工程を含む。押出工程では、押出成形によって押出成形体62を成形する。切断工程では、押出工程で成形した押出成形体62をレーザーによる切断によって切断して所望の長さの導光部材1を得る。
この導光部材1の製造方法にあっては、押出工程で得られた押出成形体62を、切断工程において切断することで、長形の導光部材1を製造できる。また、切断工程において押出成形体62の切断位置を変更するだけで、長さの異なる複数の導光部材1を製造できる。従って、射出成形を採用する場合のように導光部材1毎に金型を用意する必要がなく、製造コストの増加を抑制できる。また、切断工程では押出成形体62をレーザーによる切断で切断するため、導光部材1の入光面10A,10Bをレーザー切断によって形成された平滑な切断面にできる。このため、入光面10A,10Bにおいて、光の乱反射が生じ難くなる。また、光の乱反射を生じ難い入光面10Aを簡単に形成できる。
また、第1実施形態及び第2実施形態の導光部材1の製造方法は、第3の特徴を有する導光部材1の製造方法において、以下に示す第4の特徴を有する。切断工程におけるレーザーによる切断を、押出工程中に行う。すなわち、切断工程を押出工程とインラインで行う。
この導光部材1の製造方法にあっては、例えば押出成形体62を鋸刃等を用いて切断した後にレーザーを用いて切断するといった手間を省くことができる。
また、第2実施形態の導光部材1の製造方法は、以下に示す第5の特徴を有する。導光部材1の製造方法は、第2の特徴を有する導光部材1の製造方法である。導光部材1の製造方法は、押出工程と、拡散部形成工程と、切断工程を含む。押出工程では、押出成形によって押出成形体62を成形する。拡散部形成工程では、導光部材1の反射面11を構成する、押出成形体62の面に、レーザーを照射して凹凸を形成する。切断工程では、押出成形体62をレーザーにより切断して所望の長さの導光部材1を得る。
この導光部材1の製造方法にあっては、押出工程で得られた押出成形体62を切断工程において切断して、長形の導光部材1を製造できる。また、切断工程において押出成形体62の切断位置を変更するだけで、長さの異なる導光部材1を製造できる。従って、射出成形を採用する場合のように長さ毎に異なる金型を用意する必要がなく、製造コストの増加を抑制できる。また、切断工程では押出成形体62をレーザーによる切断で切断するため、導光部材1の入光面10Aをレーザー切断によって形成された平滑な切断面にできる。このため、入光面10Aにおいて、光の乱反射が生じ難くなる。また、このように光の乱反射を生じ難い入光面10Aを簡単に形成できる。また、拡散部5Bはレーザーの照射によって反射面11に凹凸を形成することで設けられる。このため、例えば拡散部5Bを印刷により形成するものと比較して印刷時のマスクが不要になる等、生産性を向上できる。
また、第2実施形態の導光部材1の製造方法は、第5の特徴を有する導光部材の製造方法において、以下に示す第6の特徴を有する。拡散部形成工程におけるレーザーの照射を、押出工程中に行う。すなわち、拡散部形成工程が押出工程とインラインで行われる。この導光部材1の製造方法にあっては、生産性をさらに高めることができる。
また、本発明に係る導光部材1の製造方法は、第6の特徴を有する導光部材1の製造方法において、以下に示す第7の特徴を有する。拡散部形成工程において、前記レーザーの照射により、導光部材1の反射面11を構成する、押出成形体62の面に、複数の切削溝50を形成する。この導光部材1の製造方法にあっては、レーザー光を走査してレーザーによる切削を行うレーザー加工機36を用いて容易に拡散部5Bを形成できる。
なお、第2~第7の特徴は、第1の特徴に任意に付加される特徴である。
また、導光部材1には、第1実施形態の拡散部5Aに代えて、第2実施形態の拡散部5Bを設けてもよい。また、第1実施形態の拡散部5Aや、第2実施形態の拡散部5Bに代えて、導光部材1の出光面12と反対側の面に、印刷や蒸着によって反射性の物質を設けてもよい。また、第1実施形態及び第2実施形態の導光部材1の断面形状は、円形や矩形等であってもよい。
また、第1実施形態及び第2実施形態の製造装置6についても、適宜設計変形可能である。
また、第1実施形態及び第2実施形態では、押出成形体62をレーザー以外の手段で切断し、この切断された押出成形体62をレーザーで切断することで導光部材1を形成してもよい。また、第2実施形態では、切断後の押出成形体62に対してレーザーを照射して切削溝50を形成してもよい。
また、本発明を幾つかの好ましい実施形態によって記述したが、この発明の本来の精神および範囲、即ち請求の範囲を逸脱することなく、当業者によって様々な修正および変形が可能である。
Claims (7)
- 導光部材は長形であり、前記導光部材の長さ方向の両端面のうちの少なくとも一方の端面は、光が入射する入光面であり、前記導光部材が合成樹脂製で押出成形によって形成され、前記入光面がレーザーによる切断で形成された切断面であることを特徴とする導光部材。
- 前記導光部材は反射面と出光面を備え、
前記反射面は、前記導光部材の長さ方向に沿って形成されて前記入光面から入射した光を反射するように構成され、
前記出光面は、前記導光部材の長さ方向に沿って形成されて、前記反射面で反射した光を出射するように構成され、
前記反射面に光を拡散するための拡散部が形成され、この拡散部がレーザーの照射により前記反射面に形成された凹凸を備えることを特徴とする請求項1に記載の導光部材。 - 請求項1又は請求項2に記載の導光部材の製造方法であって、
押出成形によって前記押出成形体を成形する押出工程と、
前記押出工程で成形した押出成形体をレーザーによる切断によって切断して所望の長さの前記導光部材を得る切断工程とを含むことを特徴とする導光部材の製造方法。 - 前記切断工程におけるレーザーによる切断を、前記押出工程中に行うことを特徴とする請求項3に記載の導光部材の製造方法。
- 請求項2に記載の導光部材の製造方法であって、
押出成形によって前記押出成形体を成形する押出工程と、
前記導光部材の前記反射面を構成する、前記押出成形体の面に、レーザーを照射して凹凸を形成する拡散部形成工程と、
前記押出成形体をレーザーにより切断して所望の長さの前記導光部材を得る切断工程とを含むことを特徴とする導光部材の製造方法。 - 前記拡散部形成工程におけるレーザーの照射を、前記押出工程中に行うことを特徴とする請求項5に記載の導光部材の製造方法。
- 前記拡散部形成工程において、前記レーザーの照射により、前記導光部材の前記反射面を構成する、前記押出成形体の面に、複数の切削溝を形成することを特徴とする請求項6に記載の導光部材の製造方法。
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