JP2015010916A - 文字板照明構造 - Google Patents

Abstract

【課題】文字板に対する照明ムラなどをなくし得るようにする。【解決手段】光源２３からの光２４を文字板２２の裏面側へ導く導光体２５が、導光体本体２８と、入光部２９とを有するものとされた文字板照明構造に関する。上記導光体本体２８が、全周に亘って連続して延びる円環状のものとされる。上記入光部２９が、上記円環状の導光体本体２８の外部に複数設置される。上記複数の入光部２９が、上記円環状の導光体本体２８内で光２４を一方向へ周回させるように、上記円環状の導光体本体２８に対する光２４の入光方向を揃えた状態で、それぞれ上記周方向に離間配置される。【選択図】図４

Description

この発明は、文字板照明構造に関するものである。

自動車などの車両には、車室内の前部にインストルメントパネルが設置されている。このインストルメントパネルの運転席側の部分や、運転席と助手席との間の部分などには、速度や、エンジン回転数や、その他の運転情報を表示するための計器装置が設けられている（例えば、特許文献１参照）。

このような計器装置には、上記したような各種の運転情報の表示に用いられる文字板が備えられている。そして、この文字板は、夜間などに照明可能なものとされている。

図５は、上記した計器装置１を示すものであり、この計器装置１の文字板照明構造は、透過照明が可能な文字板２を照明するための光源３と、この光源３からの光４を少なくとも上記した文字板２の裏面側へ導く導光体５と、を有している。

そして、上記した導光体５は、文字板２に設けられたほぼ円弧状の指標部６（文字目盛表示部）に沿って周方向へ延びるものとされており、例えば、図６に示すような、全周に亘って連続して延びる円環状のものや、図７に示すような、全周に達しない範囲で延びる馬蹄形状のものなど、各種のものが存在している。

更に、これらの導光体５には光４を導入するための入光部７が設けられており、この入光部７の先端部に臨むように、上記した光源３が対向配置されている。

特許第４７５８９５３号

しかしながら、上記文字板照明構造には、以下のような問題があった。
即ち、図６の円環状の導光体５の場合、上記した入光部７は、円環状の本体部分の外部の点と円環状の本体部分の外周との間を２本の接線で結んだような広角形状のものとされている。そのため、広角形状の入光部７の先端部から光４を円環状の本体部分へ導入すると、光４は円環状の本体部分で二手に分かれて、それぞれ円環状の本体部分の内部を反対方向へ向けて導かれることとなるが、円環状の本体部分の奥部に、光４が届き難い部分１１が生じていた。

また、図７の馬蹄形状の導光体５の場合、上記した入光部７は、馬蹄形状の本体部分の両端部の位置（円環の切れ目の部分）に、紙面の奥側へ屈曲する面外屈曲部１２を有して馬蹄形状の本体部分とほぼ面直な方向へ向くように一対設けられている。そして、両端部の二箇所の入光部７から面外屈曲部１２を介して光４を馬蹄形状の本体部分に対して導入することにより、光４は馬蹄形状の本体部分の内部をそれぞれ反対方向へ向けて案内され、本体部分の中間部で合流されることとなる。
しかし、光源３からの光４を面外屈曲部１２で全反射させて馬蹄形状の本体部分へ効率良く導かせるために、上記した面外屈曲部１２を、比較的大きな曲率を有する屈曲形状のものにする必要があるので、この面外屈曲部１２の周辺に比較的広い範囲に亘って照明ができない部分１３が生じてしまう。

そのため、上記した各導光体５は、いずれも、文字板２の照明に部分的なムラ（照明ムラ）が生じ易いなどの問題があった。

そこで、本発明は、上記した文字板２に対する照明ムラなどの問題を解決することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明は、
文字板を照明するための光源と、該光源からの光を少なくとも前記文字板の裏面側へ導く導光体と、を有し、
該導光体が、前記文字板に設けられた円弧状の指標部に沿って周方向へ延びる導光体本体と、該導光体本体へ前記光源からの光を導入する入光部とを有し、
前記光源が、前記入光部の先端部に臨むように対向配置された文字板照明構造において、
前記導光体本体が、全周に亘って連続して延びる円環状のものとされ、
前記入光部が、前記円環状の導光体本体の外部に複数設置されると共に、
前記複数の入光部が、前記円環状の導光体本体内で光を一方向へ周回させるように、前記円環状の導光体本体に対する光の入光方向を揃えた状態で、それぞれ前記周方向に離間配置されたことを特徴とする。

本発明によれば、上記構成によって、以下のような作用効果を得ることができる。
即ち、光源からの光は、複数の入光部から入光方向を揃えた状態で導光体内へ入光され、それぞれ円環状の導光体本体内で一方向へ周回（または周回以上）するように導かれる。このように、円環状の導光体本体内で光を一方向へ周回させることにより、光を無駄なく効率的に導くことが可能となる。
また、入光部を複数設けることにより、円環状の導光体本体に対して、周方向に均等に光源を配置することが可能となるので、光を全体に均等に行き亘らせることが容易となる。
よって、照明ムラを少なくして、文字板をより均等に照明することが可能になると共に、照明ムラが生じる部分を避ける必要がなくなるので、指標部の形成範囲をより拡張することが可能となり、文字板を有効活用できるようになる。
更に、入光部を円環状の導光体本体の外部に設けることにより、導光体本体を入光部によって遮られることのない、より整った円環形状のものにすることが可能となり、以って、光を均等に導くのに有利な形状を確保することができる。

本発明の実施例にかかる計器装置の分解斜視図である。 図１の文字板の平面図である。 図１の円環状の導光体を示す図である。このうち（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 図３の円環状の導光体の光路図（平面図）である。 従来例にかかる計器装置の平面図である。 従来の円環状の導光体の光路図（平面図）である。 従来の馬蹄形状の導光体の平面図である。

以下、本実施の形態、および、それを具体化した実施例を、図面を用いて詳細に説明する。
図１〜図４は、この実施の形態の実施例およびその変形例を示すものである。

＜構成＞以下、構成について説明する。

自動車などの車両には、車室内の前部にインストルメントパネルが設置されている。このインストルメントパネルの運転席側の部分や、運転席と助手席との間の部分などには、速度や、エンジン回転数や、燃料残量や、エンジン冷却水温や、その他の運転情報を表示するための計器装置が設けられている。

図１に示すように、このような計器装置２１には、上記したような各種の運転情報の表示に用いられる文字板２２（詳しくは図２参照）が備えられている。そして、この文字板２２は、照明可能なものとされている。

そして、この実施例の文字板照明構造は、文字板２２を照明するための光源２３と、この光源２３からの光２４を少なくとも上記文字板２２の裏面側へ導く導光体２５（詳しくは図３、図４参照）と、を有するものとされる。
この導光体２５が、上記文字板２２に設けられた円弧状の指標部２６（図２参照）に沿って周方向へ延びる導光体本体２８と、この導光体本体２８へ上記光源２３からの光２４を導入する入光部２９と、を有するものとされる。
そして、上記光源２３が、上記入光部２９の先端部２９ａに臨むように対向配置される。

ここで、上記についての補足説明を行う。
上記した「計器装置２１」には、指針（図示せず）が文字板２２の表面に沿って回動するようにしたアナログ式のものや、表示パネルなどを用いたデジタル式のものなどが存在している。この場合には、実際の指針を有するアナログ式のものを想定している。
このアナログ式の計器装置２１は、例えば、図１に示すように、上記した文字板２２と導光体２５とをハウジング３２の表面３２ａ（文字板取付面）や表面３２ａに形成された凹部３２ｂ（導光体取付用凹部）などに取付けたり収容設置したりすると共に、ハウジング３２の裏面側に光源２３を備えた回路基板３３を取付けたものなどとされている。
文字板２２やハウジング３２には、指針の回動中心軸（図示せず）を通すための指針軸穴２２ｍ，２２ｎや指針軸穴３２ｍ，３２ｎが形成される。また、ハウジング３２の凹部３２ｂには、回路基板３３に取付けられた光源２３を表面３２ａ側へ露出させるための光源設置用貫通穴部３２ｐなども形成される。

なお、上記した計器装置２１には、１つの計器部のみを設置したもの（例えば、単機能メーター）や、複数の計器部を並設したもの（例えば、複合メーターやコンビネーションメーター）など、各種のものが存在している。この場合には、図２から分かるように、上記した単機能メーターの形態を有すると共に、複数の計器部（速度計と燃料残量計）を同時に表示させるようにしたものなどとされている。

上記した「文字板２２」は、文字や目盛りなどの指標部２６が形成された板状体のことである。この文字板２２は、夜間のための照明や加飾のための照明などを行う際に、透過照明が可能なように透明または半透明な樹脂製の板材などによって構成されている。なお、文字板２２は、上記した単機能メーター用のものか、または、コンビネーションメーター用のものか、などによってその大きさや形状がそれぞれ異なるものとなる。

上記した「光源２３」は、図１に示すように、文字板２２を照明するための光２４を発生するもの（文字板照明用光源）であり、光源２３には、例えば、ＬＥＤなどの点光源が用いられる。

上記した「導光体２５」は、光源２３からの光２４を、内部に通して文字板２２の裏面側へと導くものである。導光体２５には、所要の厚みを有する透明な樹脂製の部材などが用いられる。

上記した「文字板２２に設けられた円弧状の指標部２６」は、図２に示すように、上記回動中心軸を中心とする指針の回動によって指針の先端部が通過する円形状または円弧状の部分に沿い、ほぼリング状または部分リング状に設けられる（文字目盛表示部）。この場合、指針軸穴３２ｍに通される回動中心軸を中心とする内外二重の円弧状をした指標部２６（速度計（マイル表示のものとキロ表示のもの））が、上側の大部分の領域に対して形成されると共に、指針軸穴３２ｎに通される回動中心軸を中心とする円弧状の指標部２６（燃料残量計）が、下側の残りの領域に対して形成されている。但し、指標部２６の構成はこれに限るものではない。
また、上記した指針は、通常、回動中心軸を中心とする円の周方向に対し、３６０度よりも小さい範囲で回動されるようになっており、指標部２６も、指針の回動範囲に応じた大きさ（回動範囲）に形成される。
そして、この指標部２６は、例えば、文字板２２に対し、上記した文字や目盛りなどを残して不透光性の印刷層を形成することなどによって形成されており、これによって、文字板２２は、上記した指標部２６を透過照明することが可能となる。
また、文字目盛表示部の内側のほぼ円形状をした部分（内部領域）などについては、特に、何も設けなくても良いが、例えば、表示部を設けたり、表示灯や警告灯などを設けたり、上記したように、別の計器部などの指標部２６を設けたりするようにしても良い。

上記した「導光体本体２８」は、図１に示すように、導光体２５の本体を構成する部分であり、主に、文字板２２の指標部２６を照明するための部分となる。導光体本体２８は、文字板２２と平行なものとされる。

上記した「入光部２９」は、文字通り、光源２３からの光２４を入光して導光体２５内、または、導光体本体２８へ導く部分である。この入光部２９は、導光体本体２８とは別に設定されると共に、導光体本体２８と一体に形成される。

なお、指針の照明については、ここでは特に説明しないが、上記した文字板２２の照明とは別の構成で行われる。

そして、以上のような基本的な構成に対し、この実施例のものでは、以下のような構成を備えるようにしている。

（構成１）
上記導光体本体２８が、全周に亘って連続して延びる円環状のものとされる（円環状本体部）。
また、上記入光部２９が、上記円環状の導光体本体２８の外部に複数設置されるようにする（外部複数入光部）。
そして、上記複数の入光部２９が、上記円環状の導光体本体２８内で光２４を一方向へ周回させるように、上記円環状の導光体本体２８に対する光２４の入光方向を揃えた状態で、それぞれ上記周方向に離間配置される（一方向周回用入光部）。

（補足説明１）
ここで、上記した「円環状」は、切れ目のないリング状のもののことである。この場合、導光体本体２８は、ほぼ均一の幅寸法（幅Ｗａ、図３参照）と、ほぼ均一の厚みとを有する平坦な形状を有するものとされる。これにより、導光体本体２８は、少なくとも、その内周面と、外周面と、裏面とに、それぞれ光２４を反射する反射面（内周側反射面２８ａ（凸反射面）、外周側反射面２８ｂ（凹反射面）、裏面側反射面（平坦な反射面））を有するものとなる。また、ハウジング３２も、導光体本体２８から出た光２４を導光体本体２８へ戻すように反射させるる反射面としての機能を有するものとなる。
なお、導光体本体２８の表面については、光２４の一部を導光体本体２８の内部へ向けて反射させるための反射面としての機能と、光２４の一部を文字板２２へ向けて出射させるための出射面としての機能との両方を有するものとされる。そのために、導光体本体２８の表面には、例えば、シボ模様などの細かい凹凸部が形成される。この凹凸部によって、導光体本体２８の表面は、光２４を乱反射させる半透過面などとされる。
この場合、導光体本体２８の幅Ｗａは、上記した全ての指標部２６を照明できるようにするために、各指標部２６を合わせた幅よりも広いものとされる。

上記した「外部」は、円環状の導光体本体２８から外方へ離れた位置（外側の部分）のことである。この場合、入光部２９は、その中間部に、図４の紙面の奥側へ屈曲する面外屈曲部４１を有して、円環状の導光体本体２８の外周面に接続される。この面外屈曲部４１は、光源２３からの光２４を全反射させて円環状の導光体本体２８へ効率的に導かせるようにするために、比較的大きな曲率を有する屈曲形状をしたものとされる。そして、この面外屈曲部４１により、入光部２９の先端部２９ａは、文字板２２とほぼ面直で且つ文字板２２から離れた側へ向いたものとされる。これに対し、光源２３は、入光部２９の先端部２９ａに臨んで対向するように文字板２２の側へ向けて設置されることになる。入光部２９の先端部２９ａは、ハウジング３２の光源設置用貫通穴部３２ｐ内へ挿入される。

上記した「複数設置」は、２個以上設けることである。この場合には、２個となっているが、３個またはそれ以上設けても良い。但し、構造面やコスト面などを総合的に勘案すると、２個程度にするのが最適である。

上記した「一方向へ周回」は、光２４を、右回り、または、左回りのどちらか一方へ向けて周回させるように導くことである。この場合には、図４に矢印で示すように、右回りとなるように設定している。但し、左回りとしても良いことは勿論である。なお、左回りにする場合には、入光部２９の向きを、図とは逆向きにする。

上記した「入光方向を揃え」は、全ての入光部２９を、光２４が右回りする方向へ向けて設けるか、または、左回りする方向へ向けて設けるか、のどちらかの周回方向に統一させることである。各入光部２９の導光体本体２８に対する入光角度は、同じにするのが最も好ましいが、周回方向が同じとなる限りにおいて、若干異なっていても良い。
なお、この場合、各入光部２９は、光２４がより遠くへ届くように、導光体本体２８に対して、ほぼ接線方向またはこれに近似した方向から入光させるようにしている。但し、各入光部２９の、導光体本体２８に対する入光方向は、接線方向に限るものではない。

上記した「離間配置」は、各入光部２９を周方向に対し、実質的に照明ムラが生じない、または、照明ムラが少なくなるような距離だけ離して設置することである。

（構成２）
上記複数の入光部２９が、上記円環状の導光体本体２８に対し、周方向に均等な間隔を有して設置されるようにする。

（補足説明２）
ここで、上記した「均等な間隔」は、周方向の距離がほぼ同じになることである。例えば、入光部２９を２個設ける場合には、２個の入光部２９を周方向に１８０度離れた位置に設けるようにする。この場合には、光２４が右回りに周回されるように、平面的に見て光２４を反対側から入光させるようにしている。

また、例えば、入光部２９を３個設ける場合には、３個の入光部２９を周方向に１２０度離れた位置に設けるようにする。また、例えば、入光部２９を４個設ける場合には、４個の入光部２９を周方向に９０度離れた位置に設けるようにする。そして、入光部２９を５個以上設ける場合には、５個以上の入光部２９を周方向に均等割りした位置に設けるようにする。但し、均等は、厳密なものではなく、実質的に均等と見なせる程度の誤差やズレなどを有していても良い。

（構成３）
図３に示すように、上記入光部２９の、上記円環状の導光体本体２８に対する接続部分４３の幅Ｗｂ（接続幅）を、上記導光体本体２８の幅Ｗａと等しくなるようにする（幅Ｗｂ≒幅Ｗａ）。

（補足説明３）
ここで、上記した「接続部分４３」は、入光部２９の導光体本体２８との境界部分またはその周辺のことである。この接続部分４３は、導光体本体２８と同一の平面内に存在するように構成される。この場合、上記した入光部２９は、光源２３が臨む先端部２９ａと、上記した面外屈曲部４１を有する中間部と、上記した接続部分４３となる後端部と、を有するものとなる。

上記した「等しく」は、この場合、あまり厳密なものではなく、実質的に等しいと見なせれば、若干の誤差やズレなどがあっても良い。

（構成４）
上記円環状の導光体本体２８の内周部に、上記入光部２９から入光された直接光２４を、光２４の周回方向へ向けて反射させる誘導用反射面４４が形成されるようにする。

（補足説明４）
ここで、上記した「内周部」は、上記した内周側反射面２８ａが設けられる部分のことであり、誘導用反射面４４は、上記内周側反射面２８ａの一部（入光部２９の近傍）を変形させて設けられる。

上記した「周回方向」は、上記したような、光２４が一方向へ周回される方向またはそれに近い方向のことである。

上記した「誘導用反射面４４」は、光２４を周回方向へ向けて誘導するための補助的な反射面のことである。この場合、誘導用反射面４４は、光２４の入射角と反射角とが（誘導用反射面４４を設けない場合と比べて）より大きくなるように設定・調整された反射面などとなっている。この場合、誘導用反射面４４は、図３では水平な面とされているが、仮想線で示すような右下がりの傾斜面などとしても良い。
なお、導光体本体２８の内周部に、単に、図３の誘導用反射面４４と同様の水平な面を設けても、入光部２９との関係によっては誘導用反射面４４にならないことは勿論である。即ち、入光部２９に対する位置や角度を意図的に設定して設けないと、光２４を入光部２９へ戻すように反射させてしまったり、周回方向とは反対の方向へ向けて反射させてしまったりするものとなって、誘導用反射面４４にならないおそれが高い。

＜作用＞以下、この実施例の作用について説明する。
上記した計器装置２１では、文字板２２の指標部２６に沿って指針が回動される。これにより、指針の先端部が指し示す指標部２６の文字や目盛りなどを読むことで、速度やエンジン回転数や燃料残量やエンジン冷却水温などの運転情報を知ることができる。

そして、夜間などには、光源２３を点灯することによって文字板２２を照明（透過照明）することができる。これにより、夜間などであっても、運転情報を読み取ることが可能となる。なお、昼間などに文字板２２を照明（加飾照明）するようにしても良い。

文字板２２は、光源２３からの光２４を、導光体２５の入光部２９を介して導光体本体２８内へ導き、導光体本体２８内へ導かれた光２４を導光体本体２８の表面から文字板２２の裏面側へ向けて出射させることによって照明される。

この際、導光体本体２８内に光２４が均一に導かれるようになっていないと、文字板２２に照明ムラが生じることになる。この実施例では、以下のようにして、照明ムラを低減したり、または、照明ムラをなくしたりすることができるようにしている。

＜効果＞この実施例によれば、以下のような効果を得ることができる。
（作用効果１）
光源２３からの光２４は、複数の入光部２９から入光方向を揃えた状態で導光体２５内へ入光され、それぞれ円環状の導光体本体２８内で（適宜反射しながら）一方向へ周回（または周回以上）するように導かれる。このように、円環状の導光体本体２８内で光２４を一方向へ周回させることにより、光２４を無駄なく効率的に導くことが可能となる。
また、入光部２９を複数設けることにより、円環状の導光体本体２８に対して、周方向に均等に光源２３を配置することが可能となるので、光２４を全体に均等に行き亘らせることが容易となる。
よって、照明ムラを少なくして、文字板２２をより均等に照明することが可能になると共に、照明ムラが生じる部分を避ける必要がなくなるので、指標部２６の形成範囲をより拡張することが可能となり、文字板２２を有効活用できるようになる。
更に、入光部２９を円環状の導光体本体２８の外部に設けることにより、導光体本体２８を入光部２９によって遮られることのない、より整った円環形状のものにすることが可能となり、以って、光２４を均等に導くのに有利な形状を確保することができる。

（作用効果２）
複数の入光部２９を、周方向に均等な間隔を有して設置することにより、円環状の導光体本体２８内で光２４を一方向へ導く場合に、複数の入光部２９を最も効率良く配置することができる。また、複数の入光部２９は、均等な間隔を保持していれば周方向のどの位置に設けても同じ効果が得られるので、レイアウト性を向上することができる。

（作用効果３）
円環状の導光体本体２８に対する入光部２９の接続部分４３の幅Ｗｂを、導光体本体２８の幅Ｗａと等しくすることによって、光２４の拡がり過ぎや拡がり不足を抑えて丁度良い幅に光２４を拡げた状態で導光体本体２８へ入光させることができるようになる。そのため、導光体本体２８の幅Ｗａ全体に亘って光２４をより均等に導くことができるようになると共に、光２４をより遠くまで届かせることができるようになる。よって、文字板２２をより一層均等に照明することが可能となる。

（作用効果４）
入光部２９から円環状の導光体本体２８内へ直接入った光２４を、円環状の導光体本体２８の内周部に形成された誘導用反射面４４で、周回方向へ向けて反射させることにより、円環状の導光体本体２８の内部で、より遠くまで光２４を届くように導くことが可能になる。

以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、実施例はこの発明の例示にしか過ぎないものであるため、この発明は実施例の構成にのみ限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれることは勿論である。また、例えば、各実施例に複数の構成が含まれている場合には、特に記載がなくとも、これらの構成の可能な組合せが含まれることは勿論である。また、複数の実施例や変形例がこの発明のものとして開示されている場合には、特に記載がなくとも、これらに跨がった構成の組合せのうちの可能なものが含まれることは勿論である。また、図面に描かれている構成については、特に記載がなくとも、含まれることは勿論である。更に、「等」の用語がある場合には、同等のものを含むという意味で用いられている。また、「ほぼ」「約」「程度」などの用語がある場合には、常識的に認められる範囲や精度のものを含むという意味で用いられている。

２２ 文字板
２３ 光源
２４ 光
２５ 導光体
２６ 指標部
２８ 導光体本体
２９ 入光部
２９ａ 先端部
４３ 接続部分
４４ 誘導用反射面
Ｗａ 幅（導光体本体）
Ｗｂ 幅（入光部の接続部分）

Claims (4)

1. 文字板を照明するための光源と、該光源からの光を少なくとも前記文字板の裏面側へ導く導光体と、を有し、
   該導光体が、前記文字板に設けられた円弧状の指標部に沿って周方向へ延びる導光体本体と、該導光体本体へ前記光源からの光を導入する入光部とを有し、
   前記光源が、前記入光部の先端部に臨むように対向配置された文字板照明構造において、
   前記導光体本体が、全周に亘って連続して延びる円環状のものとされ、
   前記入光部が、前記円環状の導光体本体の外部に複数設置されると共に、
   前記複数の入光部が、前記円環状の導光体本体内で光を一方向へ周回させるように、前記円環状の導光体本体に対する光の入光方向を揃えた状態で、それぞれ前記周方向に離間配置されたことを特徴とする文字板照明構造。
2. 前記複数の入光部が、前記円環状の導光体本体に対し、周方向に均等な間隔を有して設置されたことを特徴とする請求項１に記載の文字板照明構造。
3. 前記入光部の、前記円環状の導光体本体に対する接続部分の幅を、前記導光体本体の幅と等しくしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の文字板照明構造。
4. 前記円環状の導光体本体の内周部に、前記入光部から入光された直接光を、光の周回方向へ向けて反射させる誘導用反射面が形成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の文字板照明構造。