(57)【要約】【課題】製造コストの増加を抑制し、反射部における反射効率を高めることができる導光部材及びその製造方法を提供する。【解決手段】棒状の導光部材１である。長さ方向の端面が光源２０からの光を入射させる入光部４２となり、長さ方向に沿う一面が光を出射する出光部４３となった透明部４を備える。透明部４において出光部４３に対向する面に沿って設けられて、入光部４２から入射した光を出光部４３側に反射させる反射部５を備える。透明部４及び反射部５が屈折率の異なる合成樹脂材料の二色押出成形によって形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒状の導光部材であって、
長さ方向の端面が光源からの光を入射させる入光部となり、且つ、長さ方向に沿う一面が光を出射する出光部となった透明部と、
前記透明部において前記出光部に対向する面に沿って設けられて、前記入光部から入射した光を前記出光部側に反射させる反射部とを備え、
前記透明部及び前記反射部が屈折率の異なる合成樹脂材料の二色押出成形によって形成されたことを特徴とする導光部材。
【請求項２】
前記透明部の幅が前記出光部から前記反射部側に行く程狭くなることを特徴とする請求項１に記載の導光部材。
【請求項３】
前記透明部の両側面が、前記透明部の長さ方向と直交する断面において、前記透明部の外側に向かって突となる略弧状の曲面を有することを特徴とする請求項２に記載の導光部材。
【請求項４】
前記透明部が、幅広部と、この幅広部よりも幅が狭く且つ断面積が小さくて同幅広部から突出した幅狭部とを有し、前記幅狭部の突出端面に前記反射部が設けられたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の導光部材。
【請求項５】
前記幅狭部の両側面を、前記透明部の長さ方向と直交する断面において、前記幅狭部の外側に向かって突となる略弧状の曲面としたことを特徴とする請求項４に記載の導光部材。
【請求項６】
前記透明部の両側面における前記出光部側が、前記導光部材の長さ方向と直交する断面において直線状となる直線部となり、前記透明部の前記直線部よりも前記反射部側の幅が前記反射部側に行く程狭くなることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一項に記載の導光部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は合成樹脂製の導光部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、棒状で、その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に形成された散乱ドットで反射し、この光を長さ方向に沿う上面から出射する導光部材が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１９８１０６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１のような導光部材における反射面は、印刷や蒸着によって反射性の物質を設けたり、微細な凹凸を設けたりすることで形成されるが、製造工程が増えて、製造コストが増すことが懸念される。また、印刷等で反射面を設ける場合、反射部分が薄くてこの部分から光が抜ける可能性があり、反射部分での反射効率が低くなることも懸念される。
【０００５】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、製造コストの増加を抑制し、反射部における反射効率を高めることができる導光部材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明の導光部材は、棒状の導光部材であって、長さ方向の端面が光源からの光を入射させる入光部となり、且つ、長さ方向に沿う一面が光を出射する出光部となった透明部と、前記透明部において前記出光部に対向する面に沿って設けられて、前記入光部から入射した光を前記出光部側に反射させる反射部とを備え、前記透明部及び前記反射部が屈折率の異なる合成樹脂材料の二色押出成形によって形成されたことを特徴とする。
【０００７】
また、前記透明部の幅が前記出光部から前記反射部側に行く程狭くなることが好ましい。
【０００８】
また、前記透明部の両側面が、前記透明部の長さ方向と直交する断面において、前記透明部の外側に向かって突となる略弧状の曲面を有することが好ましい。
【０００９】
また、前記透明部が、幅広部と、この幅広部よりも幅が狭く且つ断面積が小さくて同幅広部から突出した幅狭部とを有し、前記幅狭部の突出端面に前記反射部が設けられることが好ましい。
【００１０】
また、前記幅狭部の両側面を、前記透明部の長さ方向と直交する断面において、前記幅狭部の外側に向かって突となる略弧状の曲面とすることが好ましい。
【００１１】
また、前記透明部の両側面における前記出光部側が、前記導光部材の長さ方向と直交する断面において直線状となる直線部となり、前記透明部の前記直線部よりも前記反射部側の幅が前記反射部側に行く程狭くなることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明にあっては、印刷や蒸着によって反射性の物質を設けたりすることなく、反射部を形成できる。このため、導工部材の製造工程を少なくし、製造コストの増加を抑制できる。また、二色押出成形により反射部を設けることで、厚みの大きい反射部を形成することができ、反射部において光を抜け難くすることができ、反射効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態における導光部材の斜視図である。
【図２】同上の導光部材を組み込んだ照明装置の説明図である。
【図３】同上の照明装置の設置状態を示す説明図である。
【図４】同上の導光部材の出射光線解析結果を示す図である。
【図５】出光部の形状の一例を示す正面図である。
【図６】出光部の形状の他例を示し、導光部材の幅方向に直交する断面図である。
【図７】他例の導光部材の出射光線解析結果を示す図である。
【図８】同上の導光部材の製造装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面に基づいて本発明の実施形態につき説明する。本実施形態の導光部材１は図１に示されるように直線棒状であって、例えば照明装置に組み込まれて用いられる。
【００１５】
図２に示される照明装置２は、導光部材１の長さ方向の端面から入射した光を導光部材１の長さ方向に沿う面から出射させるエッジライト型である。照明装置２は、導光部材１に加えて、導光部材１の長さ方向において、導光部材１の両側に配置された光源２０を具備している。
【００１６】
各光源２０は制御基板２１に実装され、導光部材１の長さ方向の端面に対向する位置に配置されている。光源２０としては例えばＬＥＤ（発光ダイオード）が用いられる。
【００１７】
各光源２０が発光すると、この光は導光部材１の対応する長さ方向の端面で構成された入光部４２から導光部材１に導入される。続いて、この光は概ね導光部材１の長さ方向の反対側の端面に向かって進行する。この光は前記進行の過程において導光部材１の長さ方向に沿う一面に設けられた反射部５で拡散反射する。そして、導光部材１の長さ方向に沿う他の一面で構成された出光部４３から出射される。なお、図２に示される照明装置２は導光部材１の長さ方向の両側に光源２０が配置されているが、導光部材１の長さ方向における片側にのみ光源２０が配置されるものであってもよい。
【００１８】
図３には照明装置２を建物の壁３１と天井３０とでなす隅部に沿って設置した例が示されている。この例では導光部材１が天井３０の直ぐ下に配置されており、導光部材１の出光部４３は壁３１側斜め下方に向けられている。この照明装置２は出光部４３から出射された光により壁３１を照らす屋内照明として利用される。
【００１９】
導光部材１は合成樹脂製であって押出成形品である。なお、導光部材１は押出成形品を加工したものであってもよい。図１に示されるように、導光部材１は、透明部４と透明部４の長さ方向に沿う一面に設けられた反射部５とで構成されており、透明部４を構成する合成樹脂材料と反射部５を構成する合成樹脂材料とを二色押出成形することによって形成されている。
【００２０】
透明部４を構成する合成樹脂材料は、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）ないしＰＭＭＡにＰＭＡ（ポリアクリル酸メチル）、アクリルゴムのどちらか一方又は両方を添加したものである。ＰＭＡやアクリルゴムはＰＭＭＡと屈折率が略同じで透明性を損ない難く、成形性や耐衝撃性を改善する。
【００２１】
反射部５を構成する合成樹脂材料は、透明部４を構成する合成樹脂材料を酸化チタンで着色したものである。すなわち、反射部５を構成する合成樹脂材料は、ＰＭＭＡないしＰＭＭＡにＰＭＡ（ポリアクリル酸メチル）、アクリルゴムのどちらか一方又は両方を添加した主材に酸化チタンを加えたものである。この透明部４を構成する合成樹脂材料と反射部５を構成する合成樹脂材料とは光の屈折率が異なっている。
【００２２】
前記により、反射部５の反射率は透明部４と比べて高くなっている。なお、反射部５を構成する合成樹脂材料は、透明部４とは異なる合成樹脂を酸化チタンで着色したもの等であってもよい。ここで用いる合成樹脂としては、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、ポリアミド等がある。また、この他、透明部４及び反射部５の材料は前記のものに限られず、ポリカーボネート等、その他の材料であってもよい。
【００２３】
図１に示されるように、導光部材１の断面形状は導光部材１の長さ方向において一様である。導光部材１は幅方向の中心を通る中心線を中心にして線対称形状に形成されている。
【００２４】
具体的に、透明部４は幅広部４０と幅狭部４１で構成されている。幅広部４０は幅狭部４１よりも幅が広く断面積が大きい。幅狭部４１は幅広部４０の幅方向中央部から突出し、その突出方向は導光部材１の厚み方向と平行である。なお、導光部材１の厚み方向とは、反射部５と出光部４３の対向方向であり、また、導光部材１の長さ方向と直交する断面において幅方向と直交する方向である。導光部材１の長さ方向の両端面は、幅広部４０の長さ方向の端面と、この面と面一となる幅狭部４１の長さ方向の端面とで構成されている。
【００２５】
透明部４は入光部４２及び出光部４３を有している。入光部４２は棒状の透明部４の長さ方向の端面で構成されている。入光部４２は透明部４の長さ方向（導光部材１の長さ方向）と直交した面であり、後述するレーザー切断により形成された凹凸のない平滑面である。
【００２６】
導光部材１は、図２に示されるように導光部材１の長さ方向の両側に光源２０が配置される場合、その長さ方向の両端面が入光部４２として用いられる。また、導光部材１の片側にのみ光源２０が配置される場合は長さ方向の一端面のみが入光部４２として用いられる。
【００２７】
導光部材１を照明装置２に組み込んで用いるとき、入光部４２の幅広部４０に対応する部分は光源２０に対向配置され、幅広部４０より光源２０からの光が導入される。
【００２８】
図１に示されるように幅狭部４１の突出端面は導光部材１の厚み方向と直交している。この幅狭部４１の突出端面には、反射部５が設けられている。反射部５は前述のように二色成形によって形成されており、透明部４の長さ方向の全長に亘っている。反射部５は幅狭部４１の突出端面よりも幅の広い断面矩形状に形成されており、その幅方向における両側端部は、幅狭部４１の突出端面よりも幅方向外側に突出している。反射部５の反射率は透明部４よりも高く、入光部４２から透明部４に入った光を拡散させて幅広部４０側に反射する。また、図示は省略するが、本実施形態の反射部５は照明装置の図示しないホルダーの嵌込部に嵌め込まれて取り付けられる被取付部を構成している。
【００２９】
幅広部４０の幅狭部４１と反対側の面は反射部５に対向し、この面で出光部４３が構成されている。出光部４３は透明部４の長さ方向に亘っている。透明部４の幅は出光部４３から反射部５側に行く程狭くなっている。反射部５で幅広部４０側に反射した光は出光部４３に到り、出光部４３の全体から帯状の光として出射される。
【００３０】
出光部４３は幅方向の中心に行く程反射部５側に位置するように窪んだ凹曲面で構成されており、図１に示されるように断面弧状に形成されている。このため、出光部４３から出射される光は図４に示されるように概ね導光部材１の幅方向外側に屈曲し、出光部４３から出射された光により出光部４３よりも幅の広い領域を照らせるようになっている。
【００３１】
なお、本実施形態の出光部４３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に示されるように導光部材１の長さ方向において変化させてもよい。図５に示される例では出光部４３の長さ方向における複数箇所に溝又は突条で構成される微細な筋４２０が形成されている。各筋４２０は出光部４３の幅方向と平行であって、出光部４３の幅方向に亘っている。各筋４２０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。このように出光部４３に筋４２０を設けることで、図５に矢印で示されるように筋４２０から出射される光を導光部材１の長さ方向に拡散させることができる。
【００３２】
また、図６の例では出光部４３が長さ方向において凹部４２１と凸部４２２が交互に形成された波状に形成されている。この波状の出光部４３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の出光部４３を波状に形成することでも、出光部４３から出射される光を導光部材１の長さ方向に拡散させることができる。
【００３３】
図１に示されるように幅狭部４１はその幅が幅広部４０側に行く程大きくなっており、幅狭部４１の幅方向の両側面は、この幅狭部４１の両側面は、透明部４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となっている。詳しくは、幅狭部４１の幅方向の両側面は断面略放物線状に湾曲した曲面となっている。このため、反射部５で反射して幅狭部４１の両側面に至った光は、出光部４３側に向かって全反射するようになっている。
【００３４】
幅広部４０の幅方向の両側面は、出光部４３側の直線部４００と出光部４３と反対側の曲線部４０１とで構成されている。直線部４００は導光部材１の厚み方向と略平行な面となっている。これに対して、直線部４００に連続する曲線部４０１は、幅狭部４１側に行く程徐々に幅方向内側に位置するように湾曲した断面弧状の曲面となっている。これにより、反射部５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部４０１で全反射して出光部４３側に進むようになっている。また、各曲線部４０１は、幅狭部４１の対応する側面の出光部４３側の端縁に接続されており、各曲線部４０１と幅狭部４１の対応する側面は、入り合って両者で入隅部が形成されている。
【００３５】
また、図４に示されるように出光部４３の幅方向の両端部は、透明部４の幅方向（導光部材１の幅方向）の外側に行く程透明部４の厚み方向（導光部材１の厚み方向）において反射部５側に位置するように湾曲した湾曲面４３０となっている。各湾曲面４３０は導光部材１の幅方向において反射部５よりも外側に位置している。各湾曲面４３０は出光部４３と幅広部４０の側面部（詳しくは直線部４００）とを接続する隅部を構成しており、出光部４３の断面弧状の部分と幅広部４０の側面とを角が形成されないように滑らかに連続させている。両湾曲面４３０は中心角が略９０度で曲率半径が同じ断面弧状に形成されている。
【００３６】
このように出光部４３の幅方向両端部に形成された湾曲面４３０は、図４に示されるように反射部５で拡散反射した後に湾曲面４３０に到達した光を散乱させて出射し、出光部４３の両側端部から出射された光に若干の拡散性を付与する。すなわち、反射部５から導光部材１の幅方向外側に広がるように出光部４３側に向かう光が湾曲面４３０に到達すると、この光は湾曲面４３０から出射される箇所において出光部４３の幅方向中央側に向けて屈曲し、拡散する。このため、出光部４３から出射され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ようになる。
【００３７】
なお、両湾曲面４３０の曲率半径は図７に示されるように異なってもよい。このように両湾曲面４３０の曲率半径を異ならせることで、両湾曲面４３０における光の散乱性を変化させ、出光部４３から出射される光の配光特性を出光部４３の幅方向の一方側と他方側とで変化させることができる。
【００３８】
次に導光部材１の製造装置６につき説明する。図８には、導光部材１の生産ラインを構成する製造装置６が開示されている。製造装置６は、二色押出成形機６０、押出金型６１、サイジング６２、水槽６３、引取機６４、切断機６５、及び整列機６６を備えている。二色押出成形機６０、押出金型６１、サイジング６２、水槽６３、引取機６４、切断機６５、及び整列機６６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。
【００３９】
二色押出成形機６０は第一押出機６００と第二押出機６０１を有している。第一押出機６００の先端には押出金型６１が設けられている。第二押出機６０１は、その先端側に押出金型６１が位置するように設置されている。二色押出成形機６０で押出成形をするには、第一押出機６００において透明部４となる合成樹脂材料を可塑化して押出金型６１側に押し出し、同時に第二押出機６０１において反射部５となる合成樹脂材料を可塑化して押出金型６１側に押し出す。これにより、透明部４となる合成樹脂材料と反射部５となる合成樹脂材料とを一体的に有する押出成形体が押出金型６１を経てライン下流側に押し出される。
【００４０】
引取機６４は押出金型６１から押し出された押出成形体を引っ張り、押出成形体をサイジング６２及び水槽６３に順に通過させる。押出成形体は押出金型６１とサイジング６２を通過することで、導光部材１と同一の断面形状となる。また、この押出成形体が水槽６３を通過すると、水槽６３内の水によって押出成形体が冷却されて固化される。続いて、この押出成形体は引取機６４を通過して切断機６５に供給される。
【００４１】
切断機６５は、レーザーの照射により押出成形体の切断加工を行う。切断機６５としては、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レーザー加工機が用いられる。
【００４２】
切断機６５は当該切断機６５を通過中の押出成形体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、押出成形体をその長手方向と直交する方向に切断する。この切断面はレーザーによって導光部材１の長さ方向と直交する断面の全体に亘って溶断されたものであり、その透明部４に対応する部分が入光部４２となる。
【００４３】
前記の切断機６５による押出成形体の切断により、透明部４と反射部５とで構成された所望の長さを有する導光部材１が切り出される。また、このように切り出された導光部材１は整列機６６によって順次整列して配置される。
【００４４】
このように導光部材１は、二色押出成形機６０による押出工程、サイジング６２によるサイジング工程、水槽６３による冷却工程、引取機６４による引取工程、及び整列機６６による整列工程をこの順序で連続して行うことで製造される。
【００４５】
以上説明した本実形態の導光部材１は、棒状であって、透明部４、反射部５、及び反射部５を備えている。透明部４は、長さ方向の端面が光源２０からの光を入射させる入光部４２となり、且つ、長さ方向に沿う一面が光を出射する出光部４３となっている。反射部５は、透明部４において出光部４３に対向する面に沿って設けられて、入光部４２から入射した光を出光部４３側に反射させる。そして、透明部４及び反射部５が屈折率の異なる合成樹脂材料の二色押出成形によって形成されたことを特徴としている。また、本実施形態の導光部材１の製造方法では、合成樹脂材料の二色押出成形によって透明部４及び反射部５を形成する成形工程を具備している。このため、印刷や蒸着によって反射性の物質を設けたり、微細な凹凸を設けたりすることなく、反射部５を形成できる。従って、製造工程を少なくし、製造コストの増加を抑制できる。また、二色押出成形により反射部５を設けることで、厚みの大きい反射部５を形成することができ、反射部５において光を抜け難くすることができ、反射効率を高めることができる。また、このように反射部５の厚みを大きくすることで、前述したように照明装置２のホルダーに取り付けられる被取付部として利用することもできる。また、二色押出成形により反射部５を設けることで、反射部５の透明部４に対する位置や形状を安定させることができる。さらに、透明部４と反射部５の境界に傷が付き難くなるといった利点もある。
【００４６】
また、本実施形態の導光部材１は、透明部４の幅が出光部４３から反射部５側に行く程狭くなっている。このため、透明部４の両側面を出光部４３側に反射しやすい方向に傾けることができ、入光部４２から入った光を出光部４３側に導くことができる。なお、前記の透明部４の幅が出光部４３から反射部５側に行く程狭くなるとは、透明部４の厚み方向における全体において幅が狭くなって行くものだけでなく、本実施形態のように厚み方向の一部の区間に幅が一定となる部分（直線部４００に対応する部分）を含んだものも含まれる。
【００４７】
また、本実施形態の導光部材１は、透明部４の両側面が、透明部４の長さ方向と直交する断面において、透明部４の外側に向かって突となる略弧状の曲面（幅広部４０の曲線部４０１や幅狭部４１の両側面）を有している。このため、これら曲面を利用して入光部４２から入った光を出光部４３側に導くことができる。
【００４８】
また、本実施形態の透明部４は、幅広部４０と、幅広部４０よりも幅が狭く且つ断面積が小さくて幅広部４０から突出した幅狭部４１とを有し、幅狭部４１の突出端面に反射部５が設けられている。このため、光源２０を断面積の大きい幅広部４０の対向位置に配置することで、光源２０が大型であっても、光源２０から発せられた光のほとんどを入光部４２に入射させることができ、光量のロスを抑えられる。また、光源２０が対向配置されない幅狭部４１の断面積を小さくしたことで、導光部材１の小型化を図ることができる。
【００４９】
また、本実施形態の幅狭部４１の両側面は、透明部４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となっている。このため、反射部５で反射した後、幅狭部４１の両側面で反射した光は、透明部４の幅方向の両外側に向かって広がり難くなり、透明部４の両側面から漏れ出し難くなる。すなわち、幅狭部４１の両側面で反射した光を出光部４３に集めることができ、出光部４３から効率良く光を出射することができる。
【００５０】
また、本実施形態では、透明部４の両側面における出光部４３側が、導光部材１の長さ方向と直交する断面において直線状となる直線部４００となり、また、透明部４００の直線部４００よりも反射部５側の幅が反射部５側に行く程狭くなっている。このため、透明部４の出光部４３側の断面積を大きくすることができ、この対応する位置に大型の光源２０を配置することができる。また、透明部４００の両側面において直線部４００よりも反射部５側の部分を出光部４３側に反射しやすい方向に傾けることができ、入光部４２から入った光を出光部４３側に導くことができる。
【００５１】
なお、本実施形態の透明部４は、幅広部４０の幅方向中央部から幅狭部４１を突出したものであるが、透明部４の断面形状はこれに限定されるものではない。例えば幅広部４０の幅方向の片側から幅狭部４１を突出して、透明部４の幅を出光部４３から反射部５側に行く程狭くなるようにしてもよい。また、幅広部４０の反射部５側の両側面を、反射部５側に行く程幅方向内側に位置するように傾斜させてもよい。また、透明部４において直線部４００に対応する部分も反射部５側に近づく程幅が狭くなるように湾曲あるいは傾斜させる等してもよい。また、幅狭部４１の両側面を断面弧状の曲面としたが、断面直線状にしてもよい。また、本実施形態では、切断工程を成形工程と同時にインラインで行った。しかし、押出成形体を他の切断手段により切断し、この後、切断された押出成形体の端部をレーザー切断することで導光部材１を形成しても構わない。また、この他、導光部材１の断面形状は適宜設計変更可能であり、また、製造装置６についても適宜設計変形可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１  導光部材
４  透明部
５  反射部
２０  光源
４０  幅広部
４１  幅狭部
４２  入光部
４３  出光部
４００  直線部
【図１】
2014199752.tif 000003
【図２】
2014199752.tif 000004
【図３】
2014199752.tif 000005
【図４】
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【図５】
2014199752.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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