(57)【要約】【課題】１個のガラス球（球状レンズ）で入射角度制限がなく、且つ充分な再帰反射機能を発揮する部材を提供する。【解決手段】保持体１の収納凹部１１は大径凹部１２と小径凹部１３とが連続した２段状凹部となっており、大径凹部１２の内側面は上方に向かって広がるテーパ状をなし、その内面のうち上半部はアルミ箔あるいはアルミ蒸着などによる反射面１４とされ、下半部は再帰反射シートなどによる再帰反射面１５とされている。大径凹部１２と小径凹部１３との境界部はガラス球２が着座するシート部２１とされ、小径凹部１３内にはクッション材２２を配置し、このクッション材２２の上面には蓄光材シート２３を設け、更にクッション材２２周囲の小径凹部１３には水抜き穴２４を形成している。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
保持体内に球状、半球の下部に円柱をつぎたした形状若しくは、球の１部を切断した形状をなすレンズ体を上半部が保持体から露出するように配置してなる再帰反射機能部材において、前記保持体には、レンズ体よりも大径の大径凹部が全周若しくは周方向の一部に設けられ、前記大径凹部の内側面は外側に向かって広がると共に反射機能を有するテーパ面とされていることを特徴とする再帰反射機能部材。
【請求項２】
請求項１に記載の再帰反射機能部材において、前記大径凹部の内側にアルミ蒸着膜等を施すことにより反射機能を有するようにしたことを特徴とする再帰反射機能部材。
【請求項３】
請求項１に記載の再帰反射機能部材において、前記大径凹部の内側にアルミ蒸着膜等などを有する反射フィルムを貼り付けることにより反射機能を有するようにしたことを特徴とする再帰反射機能部材。
【請求項４】
請求項３に記載の再帰反射機能部材において、前記レンズ体の大部分が保持体から露出するように大径凹部の内側のテーパ面を低くするとともに、任意の高さ及び形状に切断した反射フィルムを貼り付けることにより、任意の高さ形状の反射機能を有するテーパ面を形成したことを特徴とする再帰反射機能部材。
【請求項５】
請求項２乃至請求項４に記載の再帰反射機能部材において、前記大径凹部の内側の反射機能を有するテーパ面の下部に白色若しくは着色された再帰反射シートが貼られていることを特徴とする再帰反射機能部材。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５に記載の再帰反射機能部材において、前記大径凹部の内側には小径凹部が設けられ、この小径凹部の縁部若しくは小径凹部の底部がレンズ体の着座するシート部とされていることを特徴とする再帰反射機能部材。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６に記載の再帰反射機能部材において、前記レンズ体の屈折率は約１．５１とし、前記大径凹部の内側の反射面がレンズ中心部からレンズ体の半径（Ｒ）の１．３〜１．５倍の範囲に入ることを特徴とする再帰反射機能部材。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７に記載の再帰反射機能部材において、前記レンズ体を透明樹脂からなるカップ状カバーにて覆ったことを特徴とする再帰反射機能部材。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８に記載の再帰反射機能部材において、前記レンズ体は上端部を水平面に沿って切断した形状をしていることを特徴とする再帰反射機能部材。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９に記載の再帰反射機能部材において、前記レンズ体はレンズ体の一部が突出する円形穴が形成された平板状カバーにて保持体に固定されていることを特徴とする再帰反射機能部材。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０に記載の再帰反射機能部材において、前記レンズ体の底部に蓄光シート、クッション材若しくは蓄光シートを貼り付けたクッション材が設けられていることを特徴とする再帰反射機能部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は視線誘導標識などとして用いる再帰反射機能部材に関する。
【０００２】
【従来技術】
ガラスビーズ（レンズ）の持つ光の再帰反射（入射した方向に反射光が帰る性質）を利用して、道路のトラフィックペイントにガラスビーズを混ぜる技術、或いはベース布地の一面に塗料層を設けこの塗料層にガラスビーズを半分ほど埋設した反射クロス、ガラスビーズを埋設した透明樹脂プレートの一面側に接着剤層を設けた反射シートが知られている。（非特許文献１）
【０００３】
また、微小空間内にガラスビーズを配置したり、微小空間を構成する保護フィルム表面にキューブコーナ型再帰反射性要素を設けた先行技術（特許文献１）、前記非特許文献１に示された反射シートの外側面に更に屈折要素と滑り止め粒子を設けた先行技術（特許文献２）、キューブコーナ型再帰反射シートの形状に改良を加えた先行技術（特許文献３）も知られている。
【０００４】
（非特許文献１）
ガラスの辞典（朝倉書店　１９８５年９月２０日発行）Ｐ１６８〜Ｐ１７１
（特許文献１）
特開平８−２３４００６号公報、
【０００３】〜
【０００５】
（特許文献２）
特表平１１−５０８６５３号公報、図４及びその関連説明
（特許文献３）
ＷＯ９８−１８０２８号公報、
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記先行技術のタイプ別反射性能として、封入レンズ型（ビーズ樹脂埋込型）反射シートの反射輝度は１００ｃｄ／ｌｘｍ２程度、カプセルレンズ型反射シートの反射輝度は３００ｃｄ／ｌｘｍ２程度、プリズムレンズ型（キューブコーナー型）反射シートの反射輝度は９００ｃｄ／ｌｘｍ２程度とされ、現状の商品ではプリズムレンズ型反射シートが最もすぐれている反射材料であり、価格が高いためデリネーター等の視線誘導標識として主に使用されている。
上記先行技術のうち、封入レンズ型反射シートの再帰反射効率を計算するため前記封入レンズ型反射シートの再帰反射状態図を図１２に示す。ここで再帰反射効率とは、入射した光線の内で入射した方向に概略戻っていると考えられる反射光線の比率とした。
この図１２に示すように樹脂層の屈折率は通常１．５程度であるのでガラスビーズがレンズとして作用するには、この屈折率よりも大きな屈折率が必要になる。例えば、屈折率が２．２の高屈折ガラスを用いた場合でも２．２／１．５＝１．４６７であるので、空気中における低屈折ガラスからなるガラスビーズと同じになる。
非特許文献に示されるように屈折率１．５のガラスビーズの集合位置は、ビーズ半球（Ｒ）の１．３８倍の個所に反射面をもってくることで再帰反射を最も効率よく行うことができる。因みに屈折率１．９３のガラスビーズの場合にはビーズ表面を反射面とするのが最も効率がよい。
【０００６】
したがって、封入レンズ型反射シートの場合、ビーズ半球（Ｒ）の約１．３８倍の個所に反射面がくるようにしている。しかしながら集光位置は図１２に示すように光線の入射高さ角（ガラスビーズ中心に対する角度）によってずれてくる。即ち入射高さ角０°〜３０°位迄は集光位置はそれ程変化しないが、３０°を超えると集光位置が手前側に移動し、反射光の出射方向が入射光の入射方向から大きくずれて再帰反射しなくなる。
【０００７】
ここで図１２の再帰反射状態図で示すように０°〜３０°の入射高さ角の光のみが再帰反射するとして計算すると
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となり反射効率は２５％程度となる。
【０００８】
次に反射効率に影響するのは、ガラスビーズの粒径のバラツキである。適正な再帰反射を得るためには、反射膜を各ビーズの粒径の焦点位置に合せる必要があり、従ってビーズの粒径は一定であることが好ましく、５０〜１００μｍの範囲内でよく分級したものを使用しているが、理想的な同じ粒径のビーズを使用した場合より、粒径のバラツキのため反射効率は、５０％以上効率ダウンすると考えられる。
【０００９】
次に反射効率に影響するのは反射シート単位面積当たりのガラスビーズの面積である。焦点距離を１．３８Ｒとし、理想的な成形でガラスビーズを充填できたと仮定すると、反射シートの単位面積当たりのガラスビーズの面積比率は、
πＲ２／（２×１．３８Ｒ）２＝０．４となり、更に４０％程度効率ダウンすると考えられる。
【００１０】
以上の結果をまとめると最終的には、０．２５×０．５×０．４＝０．０５となり、５％程度の極めて低い反射効率となってしまう。
封入レンズ型反射シートの反射効率を５％程度とすると再帰反射輝度の値よりみて、カプセルレンズ型反射シートで１５％程度、プリズムレンズ型反射シートで４５％程度になると考えられる。
【００１１】
上記のようにプリズムレンズ型反射シートを筆頭に優れた反射性能を持つ反射材料は開発されているが、上記再帰反射材料の欠点は光の入射角度制限があり、特定の範囲の角度からの光にしか有効でないことである。
例えばカプセルレンズ型反射シートの場合、観測角１２′で入射角度が５°の場合は２５０ｃｄ／ｌｘｍ２程度であるが、入射角３０°では１５０ｃｄ／ｌｘｍ２程度に減少する。更に入射角度が６０〜７０°と大きくなるに従って反射性能が著しく弱くなり、最終的には再帰反射性能を持たなくなる。
【００１２】
以上の欠点のため、上記従来技術を利用した視線誘導標識は車の進行方向に面するように設置せざるを得ず、例えばフェリー埠頭等で車がいろいろな方向から海へ近づく場所に設置しても、特定の方向からの車の進行に対してのみ有効であるため、街灯が無い場合には車の海への転落防止事故を防ぐ事ができない。
また、中央分離帯などに設置する場合は、進行方向に反射シート面を設置すると共に逆方向に対しても反射シートを別に設ける必要があり、不経済なことになっている。
【００１３】
以上の現状を踏まえて今回発明が解決しようとする課題は、入射角度制限がなく、更に現状もっともすぐれた反射性能を持つプリズムレンズ型反射シートと同等以上の反射性能を持つ反射機能部材を安く提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明に係る再帰反射機能部材は保持体内に球状、若しくは半球の下部に円柱をつぎたした形状、若しくは球の一部を切断した形状をなすレンズ体を上半部が保持体から露出するように配置し、前記保持体にはレンズ体よりも大径の大径凹部を設け、前記大径凹部の内側面は外側に向かって広がると共に反射機能を有するテーパ面とし、且つ保持体を水平に設置する構造とした。
上記構成品を例えば車止めのブロック上に水平に設置することで、レンズ球の全周方向からの入射光に対して一様な再帰反射性能を持つことが可能となる。
【００１５】
上記構成とすることで、図９の再帰反射状態図に示すようにレンズ体への入射高さ角（水平な入射光のレンズ中心に対する角度）が１５〜４５°の角度の光に対して再帰反射する事が可能となる。
この時反射効率は
πＲ２×（ｓｉｎ４５２‐ｓｉｎ１５２）／πＲ２＝０．５−０．０６７＝０．４３３
と非常に高い値となる。
尚、レンズ体の材料としては、ガラスの他にプラスチックでもよい。またレンズ体の径としては、使用目的にもよるが道路鋲として用いる場合には直径２ｃｍ以上とするのが好ましい。
【００１６】
また、ガラスレンズの材料には、ビンや窓ガラスのカレットを用いるのがコスト的に有利であり、このような材料を用いた場合の屈折率は、１．５１前後である。そして屈折率１．５１の場合にガラス球が空気中にあるとその焦光点はガラス球の半径をＲとすると１．３８Ｒの位置となる。そこで大径凹部の反射面は、図１０に示すように、レンズ中心部からレンズ体の半径（Ｒ）の１．３〜１．５倍の範囲に少なくともその一部が入る逆円錐面にすることが好ましい。この時テーパ面を適切な傾きに設計することにより、反射効率が良くなる。
【００１７】
また、反射面となる大径凹部の内側面の上部分をアルミ蒸着膜等により通常の反射面とし、下部分を再帰反射シート等により再帰反射面とすることで図９に示すようにレンズ体への入射高さ角（水平な入射角のレンズ中心に対する角度）が６０〜７５°程度の大きな入射高さ角の光の１部についても再帰反射面での反射により再帰反射することになる。
以上の効果によりトータルで５０％程度の反射効率となり、従来技術の中で最もすぐれた再帰反射性能を持つプリズムレンズ型反射シートと同等以上の反射性能を持つ事が可能となる。
【００１８】
また、前記大径凹部の内側面の再帰反射面には橙色やブルー色などの着色が施してもよい。
このようにすることで、例えば自動車と再帰反射機能部材との距離が遠い時には、光線の入射角度が小さく、再帰反射光の大部分はＡｌ蒸着面で反射された光線となり、反射光は反射輝度が強い白色光で、近づくにつれて光線の入射角が大きくなり、再帰反射光の大部分は着色された再帰反射面で反射された光線となり、視認性が強い橙色や目にやさしい（まぶしくない）ブルーの色に反射光が変化し、運転者への注意喚起機能に優れる。
一般に反射性能は、反射体の色調に大きく左右され、橙色では白色の６５％程度の反射輝度に低下する。更にブルー色では白色の１０％程度の反射輝度に低下する。従って自動車と再帰反射機能部材との距離が大きい時には、反射機能部材に当るヘッドライトの光が暗いため、反射輝度の強い白色光が有効になり、距離が近くなると距離の２乗に逆比例して反射機能部材に当るヘッドライトの光が明るくなるため、反射輝度は弱いが視認性の強い橙色等が安全運転に有効となる。この時、着色した再帰反射シートの上端位置を上にしておくと、少し遠い距離から橙色に変っていき、また上端位置を下にしておくと、かなり接近した距離になって橙色に変わることになる。
【００１９】
レンズ体の保持体に対する固定方法は任意であるが、例えばレンズ体の一部が突出する円形穴を形成したカバーにて上方から押え付ける手段が考えられる。
この時、レンズ体の底部にクッション材を設け、前記レンズ体を弾性支持する構成とすれば、レンズ球の寸法に多少の誤差が生じた場合でも確実に固定する事ができる。
更に前記クッション材の上面に蓄光シートを設けておけば、夜間等の歩行者の安全性を向上せしめることができる。
また、地震等の非常災害の暗闇時の安全避難にも有効となる。
【００２０】
その他の方法としても、図７に示すようにカップ状の透明プラスチックカバーをレンズ体の上部より被せ、或いは光線の入る窓を設けたアルミダイキャスト製のカバーを使用し、車が乗り上げた時の衝撃に耐える構造にすることが考えられる。尚、レンズ体の上端の一部を切断した形状にしておくと、部材の高さを低くできる。
【００２１】
特にレンズ体の形状を半球の下部に円柱を継ぎ足した形状にした場合、図１１（ａ）に示すように光線が入射する方向の保持体のテーパ部分をレンズ体の大部分が露出するように低くすると通常は再帰反射効率しない入社角（水平な入射光のレンズ中心に対する角度）が５０〜５５°の光線に対してもレンズ体下部の円柱部を通して再帰反射することになり、再帰反射効率が大きくなる。
また図１１（ｂ）に示すように、レンズ体の下部から入射した光線もレンズ体の上部から水平に出射（再帰反射）するため、更に再帰反射効率は向上する。
【００２２】
但しこの場合は光線の入射角度には制限がでてくることになり、レンズ体の全周方向に対し最大１８０°までの入射角度に対してのみ再帰反射機能を持つことになる。したがってレンズ体の全周方向（３６０°まで）の入射角度に対して再帰反射機能を要求される用途や、１８０°までの入射角度に対する再帰反射で充分な用途などの異なる用途に対応するためには、保持体の高さをレンズ体の大部分が露出するように低くするとともに、反射フィルムの高さ及び形状を任意に設計して貼りつける方法が有効となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る平板状カバーを用いた再帰反射機能部材の断面図、図２は同再帰反射機能部材の平面図、図３は再帰反射機能部材の平板状カバーを外した状態の平面図である。
【００２４】
再帰反射機能部材はカップ状をなす保持体１内にレンズ体としてのガラス球２を配置してなる。この状態で、ガラス球２の略上半部が保持体１上端から上方に露出している。
保持体１は陶磁器あるいはプラスチックからなり、上方に向かって開放される収納凹部１１を有する。この収納凹部１１は上方の大径凹部１２と下方の小径凹部１３とが連続した２段状凹部となっており、大径凹部１２の内側面は上方に向かって広がるテーパ状をなし、その内面のうち上半部はアルミ箔あるいはアルミ蒸着などによる反射面１４とされ、下半部は再帰反射シートなどによる再帰反射面１５とされている。また大径凹部１２の上端縁には雨水の浸入を低減するための堰１６を形成している。
【００２５】
図示例にあっては、大径凹部１２の内側面を直線状のテーパ面としたが、上方に向かって広がる放物曲面でもよい。また再帰反射シートを貼着せず、大径凹部１２の内側面の全面を単純な反射面としてもよい。
また、大径凹部１２は全周に亘って設けず、略半周のみに設け、大径凹部１２を設けない部分はガラス球２が露出するようにしてもよい。
【００２６】
また、大径凹部１２の上縁部には等間隔で３箇所凸部１７を設け、この凸部１７に平板状カバー１８をネジ１９にて固着している。平板状カバー１８は中央部にガラス球２の一部が突出する円形穴２０が形成されている。
【００２７】
一方、大径凹部１２と小径凹部１３との境界部はガラス球２が着座するシート部２１とされ、また小径凹部１３内にはクッション材２２を配置し、このクッション材２２の上面には蓄光材シート２３を設け、更にクッション材２２周囲の小径凹部１３には水抜き穴２４を形成している。
【００２８】
このようにクッション材２２を敷くことで、カバー１８との間でガラス球２を隙間なく弾性的に保持することができる。尚、小径凹部１３内にクッション材を設けず蓄光材のみ或いは何も設けなくてもよい。
【００２９】
図４は同再帰反射機能部材の再帰反射状態図であり、図１２の従来例と比較すれば明らかなように、本発明に係る再帰反射部材にあっては、入射角７５°の場合であっても、再帰反射する。尚、入射角７５°の入射光の全てが再帰反射するのではなく、所定の割合で再帰反射するのは前記した通りである。
【００３０】
図５及び図６は別実施例を示す図１と同様の断面図であり、このうち図５に示す実施例は、小径凹部１３を小さくして全高を抑えており、図６に示す実施例にあってはレンズ２の形状を半球の下部に円柱を継ぎ足した形状にして全高を抑えるとともに小径凹部１３を扁平にし内部に蓄光材シート２３を配置し、更に小径凹部１３の外側には位置決め用の突条を設けている。
【００３１】
図７はカップ状カバーを用いた再帰反射機能部材の断面図である。かのカバー２５は外部から光が入れるように、透明プラスチック材にて形成されている。また、レンズ体２の形状は半球の下部に円柱を継ぎ足し更にレンズ体半球部の上端の一部を水平に切断した形状になっている。
このようにレンズ体上端の一部を水平に切断することでレンズ体の高さを低くすることができる。
また図中、左側の光線が入射する部分の保持体は、レンズ体２の大部分が露出するように低くなっており、逆サイドの反射面には反射フィルムがレンズ体の略上半分が露出するように貼り付けられており、これにより入射高さ角（水平な入射光のレンズ中心に対する角度）が５０〜５５°の光線に対しても再帰反射可能となり、再帰反射効率が高くなる。
【００３２】
また、カバーの材質をアルミダイキャストなどの金属材にすることも可能である。このときには光線が入る窓を別途設ける。
【００３３】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明によれば、１個のガラス球（球状レンズ）で入射角度制限がなく、且つ充分な再帰反射機能を発揮する部材を得ることができる。特に従来にあっては微小なガラスビーズを用いているため、再帰反射に関与しない表面が多く無駄があったが、本発明によれば無駄がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】平板状カバーを用いた再帰反射機能部材の断面図
【図２】同再帰反射機能部材の平面図
【図３】再帰反射機能部材の平板状カバーを外した状態の平面図
【図４】同再帰反射機能部材の再帰反射状態図
【図５】同再帰反射機能部材の再帰反射状態図
【図６】別実施例を示す図１と同様の断面図
【図７】カップ状透明カバーを用いた再帰反射機能部材の断面図
【図８】本発明に係る再帰反射機能部材の再帰反射状態図（光線の入射高さ角０〜４５°の場合）
【図９】本発明に係る再帰反射機能部材の再帰反射状態図（光線の入射高さ角５０〜７５°の場合）
【図１０】本発明に係る再帰反射機能部材の反射面の位置図
【図１１】（ａ）及び（ｂ）は別実施例の図９と同様の図
【図１２】従来の再帰反射機能部材の再帰反射状態図
【符号の説明】
１…保持体、２…ガラス球、１１…収納凹部、１２…大径凹部、１３…小径凹部、１４…反射面、１５…再帰反射面、１６…堰、１７…凸部、１８…カバー、１９…ネジ、２０…円形穴、２１…シート部、２２…クッション材、２３…蓄光材シート、２４…水抜き穴、２５…反射シート、２６…カップ状カバー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2004144857.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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