JP2015021751A - 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すことができる文字板照明構造を提供する。
【解決手段】文字板を照明するための光源と、この光源からの光を文字板の裏面側へ導く導光体２５と、を有し、この導光体２５が、文字板に円弧状に形成された指標部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へ光源からの光を導入する入光部２９とを有するものとされ、光源が、入光部２９の先端部２９ａに臨むように対向配置された文字板照明構造であり、導光体本体２８が、全周に亘って連続して延びる円環状であり、入光部２９から離れた部分の光路断面を、入光部２９に近い部分の光路断面よりも小さくなるようにする。
【選択図】図５

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、燃料残量や、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）。

この計器装置には、上記したような各種の運転情報を表示するための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６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と、この文字板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にほぼ円弧状に形成された指標部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７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などが存在している。

更に、このような導光体５には光４を導入するための入光部７が設けられている。この場合、入光部７は１箇所とされている。そして、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。この光源３も、入光部７と対応させて１箇所のみに設けられている。

特許第４７５９８５３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、上記した円環状の導光体５の場合、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（特に内周側）には、光４が届き難い部分１１が生じていた。
そのため、上記した導光体５には、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、前記文字板に円弧状に形成された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ると共に、
前記入光部から離れた部分の光路断面を、前記入光部に近い部分の光路断面よりも小さくし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、入光部から離れた部分の光路断面を、入光部に近い部分の光路断面よりも小さくすることにより、入光部から離れた部分を通る光の密度を上げて、この部分から文字板へ向けて出射される光による文字板の発光輝度を確保し、文字板の照明ムラを抑制することができる。

本発明の実施例にかかる車両用計器装置（水温計）の全体斜視図である。 本発明の文字板照明構造を示す、図１の分解斜視図である。 図１の縦断面図である。 図１と同様の車両用計器装置（燃料計）の文字板の平面図である。 図２の導光体の平面図である。 従来例にかかる文字板照明構造の平面図である。 図６の導光体の光路図（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５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、エンジン冷却水温（図１参照）や、燃料残量（図４参照）や、その他の運転情報を表示するための計器装置（車両用計器装置）が設けられている。

図１（〜図３）に示すように、この計器装置２１には、上記したような各種の運転情報を表示するための文字板２２（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、透過照明が可能な文字板２２と、この文字板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に円弧状に形成された指標部２６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（入光面、図５参照）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、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（の文字板取付面）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３１を取付けたものなどとされている。文字板２２などには、指針の回動中心軸（図示せず）を通すための指針軸穴２２ｍが形成される。また、ハウジング３２の凹部３２ｂには、回路基板３１に取付けられた光源２３からの光２４を通すための光源設置用貫通穴部なども形成される。

更に、文字板２２の表面側には、上記した円弧状の指標部２６を囲むように、透明な加飾リング３３が設けられる。そして、この透明な加飾リング３３の前面（手前側の面）には、透明な加飾リング３３の外周側の部分を覆うと共に、内周側の部分を一部露出させるようにしたリング状の遮光カバー３４が設置されている。

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、複合メーターまたは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、上記した単機能メーター（燃料残量計）とされている。

上記した「文字板２２」は、文字（数値）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、夜間照明や加飾のための照明（加飾照明）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２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。この場合、光源２３は、１箇所のみ設けられる。

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に円弧状に形成された指標部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って指標部２６（文字目盛表示部）が設けられることである。指標部２６を構成する個々の文字（数値）や目盛りなどは、回動中心軸を中心とした放射状に形成される。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（指針回動領域）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。指標部２６は、透光性または半透光性の印刷層によって着色することができる。この場合には、白色や赤色などに適宜着色される。

また、指標部２６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しても良い。この場合には、警告灯（燃料残量警告灯）などのインジケータ３５を設けるようにしている。

更に、円弧状の指標部２６の外周には、円形の透過照明部３６が形成される。この円形の透過照明部３６は、この場合、上記した指標部２６によって構成されるほぼ円形状をした指針回動領域の周縁部に沿って、また、指針回動領域を越えて、連続したリング状となるように設けられる。この円形の透過照明部３６（円形透過照明部）は、周方向に一定の幅寸法を有するものとされる。この円形の透過照明部３６も、上記した指標部２６と同様に、文字板２２に対し、上記した円形の透過照明部３６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る。円形の透過照明部３６は、透光性または半透光性の印刷層によって着色することができる。この場合には、例えば、青色などに着色されている。

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、文字板２２の指標部２６を照明するための部分である。導光体本体２８は、文字板２２と平行な面を有するものとされる。

上記した「入光部２９」は、光源２３からの光２４を入光して導光体本体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。この入光部２９は、先端部２９ａが、回路基板３１に取付けた光源２３へ向くように屈曲形状のものとされている。そして、入光部２９の屈曲形状の部分は、導光体本体２８に対して効率良く光２４を反射させられるように、比較的大きな曲率に形成されている。この場合、入光部２９は、１箇所のみ設けられる。この入光部２９は、インストルメントパネルに設置した状態で、左上となる位置に設けられている。この位置は、上記した指標部２６の設置範囲のほぼ中間位置である。但し、入光部２９の設置位置については、これに限るものでない。

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にて行われる。

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）
図５に示すように、上記した導光体本体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（即ち、円環状導光体本体とされる）。
そして、上記した入光部２９から離れた部分の光路断面を、上記した入光部２９に近い部分の光路断面よりも小さくなるようにする。

（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またはドーナツ状などの形状のことである。この場合、導光体本体２８は、ほぼ均一の幅寸法（光路幅（基本幅）Ｗａ）と、ほぼ均一の厚みとを有する平坦な形状を有するようなもの（即ち、ほぼ均一な光路断面のもの）が、基本型とされる。

この場合、導光体本体２８の光路幅（基本幅）Ｗａは、上記した指標部２６の全体を照明できるようにするために、少なくとも、指標部２６の裏面側に位置する部分が、指標部２６を構成する各文字（数値）や目盛りを合わせた幅よりも広いものとされる。

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（凸円弧状反射面）、外周側反射面２８ｂ（凹円弧状反射面）、裏面側反射面（平坦な反射面））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。

上記した「光路断面」は、円環状の導光体本体２８の半径方向の断面である。この実施例では、光路断面は、上記したような周方向にほぼ一定幅を有する基本型のものに対して、後述するような変則的な形状を有するものとされる。

上記した「入光部２９から離れた部分の光路断面を、入光部２９に近い部分の光路断面よりも小さく」とは、入光部２９から遠い部分は、光路断面を、基本型のものよりも小さくすることである。なお、光路断面は、入光部２９から離れるに従い、徐々に（連続的にまたは段階的に）小さくなるようにするのが、文字板２２の発光輝度を確保し、均一化する上では好ましい（例えば、光路幅Ｗａ＞光路幅Ｗｂ＞光路幅Ｗｃ）。

（構成２）
円環状の導光体本体２８の入光部２９から最も離れた位置Ａまたはその近傍に、他の部分よりも光路断面の小さい最小光路断面部５１を設ける。
そして、この最小光路断面部５１が、円環状の導光体本体２８の外周側に位置されるようにする。

（補足説明２）
ここで、上記した「入光部２９から最も離れた位置Ａまたはその近傍」は、円環状の導光体本体２８における、入光部２９から周方向にほぼ１８０度離れた位置、または、その周辺の、最も、光２４が届き難い部分のことである。

上記した「他の部分よりも光路断面の小さい」は、円環状の導光体本体２８全体の中で、光路断面が最も小さくなっていることである（この場合、光路幅Ｗｃ＝ｍｉｎ）。

上記した「最小光路断面部５１」は、文字通り、光路断面が最も小さい部分（光路幅Ｗｃの部分）のことである。最小光路断面部５１の光路幅Ｗｃは、上記した円形の透過照明部３６とほぼ等しいと認められる範囲内で、円形の透過照明部３６の照明にムラが出ないような幅に設定される。この場合、最小光路断面部５１は、短い区間を有して設けられている。この区間は、最小光路断面部５１を設けない場合に、（円形の透過照明部３６の照明に）ムラが発生する範囲とほぼ等しい長さを有するものとされる。但し、最小光路断面部５１は、区間を有さない点状の部分などとすることもできる。

上記した「円環状の導光体本体２８の外周側に位置される」は、最小光路断面部５１が、円環状の導光体本体２８の外周縁部（外周側反射面２８ｂ）をほぼ真円形とすることができるような位置や状態で形成されることである。導光体本体２８の外周縁部を真円形にすることにより、光２４を最も効率的に導くと共に、円形の透過照明部３６を効率的に照明することができるものとなる。

（構成３）
上記した最小光路断面部５１の入側に、光路断面が徐々に縮小する光路断面漸縮部５２を設けるようにする。

（補足説明３）
ここで、上記した「光路断面漸縮部５２」は、光路断面が徐々に縮小される部分のことである。光路断面漸縮部５２は、外周側反射面２８ｂが真円形状を保持できるように、内周側反射面２８ａを変形させて形成する。この場合には、最小光路断面部５１へ向かって徐々に光路断面が小さくなるようにしている。光路断面漸縮部５２は、最小光路断面部５１の両側に設けられている。

（構成４）
上記した最小光路断面部５１の入側に、光路断面が急激に変化する光路断面急変化部５３が設けられる。
そして、この場合に、上記した最小光路断面部５１が、入光部２９から最も離れた位置Ａを基準として、光路断面急変化部５３寄りに設けられるようにする。

（補足説明４）
ここで、上記した「光路断面急変化部５３」は、光路断面が突然大きく変化する部分のことである。この光路断面急変化部５３は、例えば、文字板２２にインジケータ３５などを設けるために、導光体本体２８が部分的に切り欠かれることなどによって形成される。光路断面急変化部５３は、外周側反射面２８ｂが真円形状を保持できるように、内周側反射面２８ａを変形させて形成する。この場合、このインジケータ３５は、燃料残量警告灯などとされている。このインジケータ３５は、上記した光源２３とは別の、図示しない光源によって点灯するものとされている。このインジケータ３５は、図中、真下の位置に設けられている。よって、光路断面急変化部５３は、このインジケータ３５を避けるような切り欠き形状のものとされている。

上記した「光路断面急変化部５３寄りに設け」は、最小光路断面部５１の位置を、周方向に対し、光路断面急変化部５３の側へ近付けるようにズラせることである。より具体的には、この場合のズレ量Ｓは、図５に矢印で示すように、最小光路断面部５１を、右斜め下側の位置から、より真下に近い位置へと移動させるようなものとされている。なお、入光部２９から最も離れた位置Ａは、入光部２９と、円環状の導光体本体２８の中心Ｏとを結んだ線の延長上に位置される。

（構成５）
上記した最小光路断面部５１を挟んで光路断面急変化部５３とは反対側の部分の内周面に、上記した入光部２９と、上記した最小光路断面部５１とを結ぶ線５５と平行な反射面（平行反射面５６）を設ける。

（補足説明５）
ここで、上記した「入光部２９と、最小光路断面部５１とを結ぶ線５５」は、入光部２９における光源２３が臨む位置（の中心）と、最小光路断面部５１（の中心）とを最短距離で結ぶ線５５（直線）のことである。

上記した「平行な反射面（平行反射面５６）」は、上記した最短距離で結ぶ線５５に対して完全に正確な平行である必要はなく、実質的にほぼ平行であると認められる範囲内で若干ズレていても良い。平行反射面５６は、外周側反射面２８ｂが真円形状を保持できるように、内周側反射面２８ａを変形させて形成する。

＜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、昼間などに加飾用に文字板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が周方向に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）
導光体本体２８の入光部２９から離れた部分の光路断面（光路幅Ｗｂ，Ｗｃ）を、入光部２９に近い部分の光路断面（光路幅Ｗａ）よりも小さくすることにより、入光部２９から離れた部分を通る光２４の密度を上げて、この部分から文字板２２へ向けて出射される光２４による文字板２２の発光輝度を確保し、文字板２２の照明ムラを抑制することができる。

（作用効果２）
入光部２９から最も離れた位置Ａまたはその近傍に最小光路断面部５１を設けることにより、導光体本体２８における、入光部２９から離れた最も光２４が届き難い部位で、光２４を最も大きく集中させて、少ない光量であっても光２４の密度を確実に上げるようにすることができる。

また、最小光路断面部５１が、円環状の導光体本体２８の外周側に位置されることにより（あるいは、最小光路断面部５１を、円環状の導光体本体２８の外周部の位置に限定することにより）、入光部２９から周方向に最も離れた位置Ａにおいて、光２４が最も通り易い外周側の経路を有効に活用することができる。また、最小光路断面部５１が円環状の導光体本体２８の外周側に位置することにより、例えば、文字板２２にリング状の照明を行わせることができる。

（作用効果３）
最小光路断面部５１の入側に、光路断面が徐々に縮小する光路断面漸縮部５２を設けることによって、最小光路断面部５１へ向けて光２４をより効率的に集めることができる。

（作用効果４）
最小光路断面部５１の入側に、光路断面が急激に変化する光路断面急変化部５３を設けることにより、最小光路断面部５１の周辺に空きスペースを確保して、空きスペースを有効活用できるようにすることが可能となる。

そして、最小光路断面部５１を、入光部２９から最も離れた位置Ａを基準として、光路断面急変化部５３寄りにズラせたことにより、光路断面急変化部５３を設けることによって光２４が届き難くなる部分へ最小光路断面部５１の位置を移動して、その部分に光２４が集まり易くなるようにすることが可能となる。即ち、円環状の導光体本体２８の具体的な形状に対応させるように、最小光路断面部５１を、最も光２４が届き難くなる位置に設定して、そこに光２４を集めることが可能となる。

（作用効果５）
最小光路断面部５１を挟んで光路断面急変化部５３とは反対側の部分の内周面に、入光部２９と、最小光路断面部５１とを結ぶ線５５と平行な反射面を設けたことによって、例えば、上記したように最小光路断面部５１を光路断面急変化部５３寄りにズラせたことで、上記反対側の部分から最小光路断面部５１に光２４を届け難くなってしまったような場合であっても、光源２３からの直接の光２４を上記反対側の部分を通してより多く最小光路断面部５１へ向けて導くことができるようになるので、最小光路断面部５１に届く光２４の量をより多くすることが可能となる。

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。よって、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
５１ 最小光路断面部
５２ 光路断面漸縮部
５３ 光路断面急変化部
５５ 入光部と最小光路断面部とを結ぶ線
Ａ 入光部から最も離れた位置

Claims (5)

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、前記文字板に円弧状に形成された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ると共に、
   前記入光部から離れた部分の光路断面を、前記入光部に近い部分の光路断面よりも小さくしたことを特徴とする文字板照明構造。
2. 円環状の導光体本体の入光部から最も離れた位置またはその近傍に、他の部分よりも光路断面の小さい最小光路断面部を設けると共に、
   該最小光路断面部が、円環状の導光体本体の外周側に位置されるものと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. 前記最小光路断面部の入側に、光路断面が徐々に縮小する光路断面漸縮部を設けたことを特徴とする請求項２に記載の文字板照明構造。
4. 前記最小光路断面部の入側に、光路断面が急激に変化する光路断面急変化部が設けられ、
   前記最小光路断面部が、入光部から最も離れた位置を基準として、光路断面急変化部寄りに設けられたことを特徴とする項２または請求項３に記載の文字板照明構造。
5. 前記最小光路断面部を挟んで光路断面急変化部とは反対側の部分の内周面に、前記入光部と、前記最小光路断面部とを結ぶ線と平行な反射面を設けたことを特徴とする請求項４に記載の文字板照明構造。