JP2016122352A - 撥水機構、並びにこの撥水機構を備えた表示装置及び信号機 - Google Patents

Abstract

【課題】性質が異なる乾雪、湿雪、霜、氷及び水滴等を除去することが可能であり、長期間にわたって撥水性を維持することができる撥水機構、並びにこの撥水機構を備えた表示装置及び信号機を提供する。
【解決手段】光を透過又は反射させる光学的部材６０と、撥水機能を有する撥水フィルム１とを備え、光学的部材６０の一部又は全体には、光学的部材６０を加熱するための加熱体５を備えている撥水機構１０、並びにこの撥水機構１０を備えた表示装置及び信号機により課題を解決する。
【選択図】図１

Description

本発明は、撥水機構、並びにこの撥水性機構を備えた表示装置及び信号機に関する。

信号機等の表示装置を積雪地帯で用いる場合、表示面に水滴、雪、霜及び氷が付着することにより、表示面の視認性を低下させるという問題がある。この問題を解決するために、表示装置の表面又は表示装置に設けられたフードの表面に、フッ素樹脂微粒子とフッ素系ワニスを主成分とするはっ水性塗料を塗布することが提案されている（例えば、特許文献１）。

一方、自動車のフロントガラス、サイドガラス、ドアミラー、フェンダーミラー等の光学的部材、又は道路鏡等の光学的部材が降雨や水しぶきを受けることによって、可視性を低下させるという問題もある。この問題を解決するために、光触媒性酸化物粒子とシリコーンと撥水性フッ素樹脂とを含有する表面層を光学的部材に形成することが提案されている（例えば、特許文献２）。

特開平１０−２５５１９５号公報 特開平１０−２３７４３１号公報

しかしながら、特許文献１や特許文献２に示されている手法は、撥水性の塗料を表示装置の表面や光学的部材の表面に塗布するだけなので、時間の経過と共に、塗料が比較的短期間で劣化し、撥水性が低下する。

また、所謂パウダースノーのようにさらさらとした雪（以下、「乾雪」という。）と、湿度が高い雪（以下、「湿雪」という。）とでは、雪の性質が異なる。そのため、特許文献１や特許文献２に示された手法で、乾雪と湿雪とを同様に光学的部材の表面から除去することが困難である。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、性質が異なる乾雪、湿雪、霜、氷及び水滴等を除去することが可能であり、長期間にわたって撥水性を維持することができる撥水機構、並びにこの撥水機構を備えた表示装置及び信号機を提供することにある。

（１）上記課題を解決するための撥水機構は、光を透過又は反射させる光学的部材と、撥水機能を有する撥水フィルムとを備え、前記光学的部材の一部又は全体には、少なくとも前記光学的部材を加熱するための加熱体を備えていることを特徴とする。

この構成を有する撥水機構は、光学的部材に親水性部分が存在しないため、光学的部材の外表面に乾雪が付着することを防止することが可能である。一方、加熱体で光学的部材を加熱することによって、湿雪、霜及び氷等を溶かすことができる。湿雪、霜及び氷等が溶けた後の水分は、撥水フィルムで撥水することができる。そのため、上記の構成の撥水機構は、乾雪、湿雪、霜、氷及び水滴等を光学的部材の表面から除去することが可能である。
（２）上記課題を解決するための表示装置は、上記の撥水機構を備えた表示装置であって、内部と外部とを仕切る筐体と、前記筐体の内部に設けられた発光体と、前記発光体の光を前記筐体の外部に透過させる表示面と、を備え、前記光学的部材が前記表示面を構成していることを特徴とする。

この構成を有する表示装置は、表示面に親水性部分が存在しないため、表示面の外表面に乾雪が付着することを防止することが可能である。一方、加熱体で表示面を加熱することによって、湿雪、霜及び氷等を溶かすことができる。湿雪、霜及び氷等が溶けた後の水分は、撥水フィルムで撥水することができる。そのため、上記の構成の表示装置は、乾雪、湿雪、霜、氷及び水滴等を表示面から除去することが可能である。その結果、発光体の光を表示面から外部に透過させて、高い視認性を確保することができる。
（３）上記課題を解決するための信号機は、前記表示装置が１色又は２色以上の光を発光する前記発光体を備えていることを特徴とする。

この構成を有する信号機についても、上記の表示装置と同様に、表示面に親水性部分が存在しないため、表示面の外表面に乾雪が付着することを防止することが可能である。一方、加熱体で表示面を加熱することによって、湿雪、霜及び氷等を溶かすことができる。湿雪、霜及び氷等が溶けた後の水分は、撥水フィルムで撥水することができる。そのため、上記の構成の表示装置は、乾雪、湿雪、霜、氷及び水滴等を表示面から除去することが可能である。その結果、発光体の光を表示面から外部に透過させて、高い視認性を確保することができる。

本発明に係る撥水機構、並びにこの撥水機構を備えた表示装置及び信号機によれば、性質が異なる乾雪、湿雪、霜、氷及び水滴等を除去することが可能であり、長期間にわたって撥水性を維持することができる。

撥水機構の一部分の断面図である。 賦形フィルムの一部分の拡大断面図である。 フッ素樹脂層を設けた賦形フィルムの一部分の拡大断面図である。 加熱体の電極線の構造の一例を示す平面図である。 温度制御回路の一例を示すブロック図である。 賦形フィルムを用いた撥水機構を備えた表示装置としての信号機の斜視図である。 表示装置としての信号機を構成する１つの発光装置の側面図である。 表示装置としての信号機を発光装置の位置で発光装置を側方からみた信号機の部分断面図である。 表示装置の内部構造を模式的に示した構造図である。 撥水機構を適用した表示装置以外の物品を備えた車両の正面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明の技術的範囲は、以下の記載や図面にのみ限定されるものではない。なお、以下に説明する光学的部材とは、ガラス等の光を透過する部材又はミラー等の光を反射する部材を意味する。また、表示装置は、例えば、道路や鉄道に設置される信号機、道路に設置される電光掲示板、道路標識、店頭に設置される看板等、発光体を発光させ、その光を人に視認させることを目的とする装置を意味する。なお、信号機は、表示装置の１つである。

［１］撥水機構
まず、図１を参照して、撥水機構１０の基本構成について説明する。なお、図１は、撥水機構１０の一部分の断面図である。

撥水機構１０は、図１に示すように、光を透過又は反射させる光学的部材６０と、撥水フィルム１と、光学的部材６０を加熱するための加熱体５と、により構成されている。加熱体５は、光学的部材６０の一部又は全体に設けられている。なお、光学的部材６０，撥水フィルム１及び加熱体５は、図１（Ａ）に示すように、撥水フィルム１、光学的部材６０、加熱体５の順番に積層してもよいし、図１（Ｂ）に示すように、撥水フィルム１、加熱体５、光学的部材６０の順番に積層してもよい。

光学的部材６０は、光を透過又は反射させる部材である。光学的部材６０は、例えば、ガラスやレンズ等の光を透過する部材や、鏡等の光を反射する部材である。加熱体５は、電圧が印加されることによって発熱し、光学的部材６０の外表面に付着した雪、霜、氷等を溶かしている。撥水フィルム１は、フッ素樹脂フィルム１Ａ、賦形フィルム１Ｂ又は、賦形フィルム１Ｂの一面にフッ素樹脂層４が形成された積層フィルムの中から選択されたフィルム材である。

上述した加熱体５がガラスや鏡等の光学的部材６０の外表面の全体に設けられる場合には、撥水フィルム１は、加熱体５の外表面に設けられる。一方、加熱体５が光学的部材６０の内表面の全体に設けられる場合には、撥水フィルム１は、光学的部材６０の外表面に設けられる。これに対し、加熱体５が光学的部材６０の外表面に部分的に設けられる場合、撥水フィルム１は光学的部材６０の外表面に設けられ、加熱体５が光学的部材６０の外表面に設けられた部分では、加熱体５の外表面に設けられる。一方、加熱体５が光学的部材６０の内表面に部分的に設けられる場合には、撥水フィルム１は、光学的部材６０の外表面に設けられる。

［２］撥水フィルム
［２．１］フッ素樹脂フィルム
フッ素樹脂フィルムは、フッ素樹脂によって構成されており、その厚さが、５μｍ以上、５００μｍ以下に形成されている。なお、フッ素樹脂フィルムの厚さは、好ましくは、５０μｍ以上、２５０μｍ以下に形成するとよい。フッ素樹脂は、撥水性を有するので、光学的部材６０の外表面にフッ素樹脂フィルムを設けることによって、雪、霜、氷、水滴が光学的部材６０の表面に付着することを防止することが可能である。

［２．２］賦形フィルム
次に図２を参照して賦形フィルム１について説明する。なお、図２は、賦形フィルム１の一部分の拡大断面図である。

賦形フィルム１は、その一面に複数の凸部２を備えている。複数の凸部２は、並列をなして配置されている。これに対し、賦形フィルム１の一面とは反対側の面である他面は、平坦に形成されている。凸部２と凸部２の間は、一定の間隔Ｐを有している。この凸部２と凸部２との間は複数の凹部３として構成されている。凸部２同士の間隔Ｐは、１００ｎｍ以上、６００ｎｍ以下である。また、凸部２の高さＨは、５０ｎｍ以上、１μｍ以下である。なお、凸部２同士の間隔Ｐは、好ましくは、１５０ｎｍ以上、３００ｎｍ以下にするとよく、凸部２の高さＨは、好ましくは、５０ｎｍ以上、３００ｎｍ以下にするとよい。

賦形フィルム１において、複数の微細な凸部２が形成される前の素材としてのフィルム自体の水接触角度が７０度以上である。このように、賦形フィルム１を構成するフィルム自体の水接触角度が７０度以上である場合、１００度以上の撥水性に制御することを容易に行うことが可能である。また、賦形フィルム１は、複数の微細な凸部２が形成されることによって、水接触角度が１３０度以上となる。賦形フィルム１の水接触角度が１３０度以上である場合、一面に水滴、雪、霜及び氷が付着することを効果的に防止することが可能である。

この賦形フィルム１の一面に設けられている複数の凸部２は、一面に付着した水分、霜及び雪を誘導する誘導手段として機能させることができる。具体的には、複数の凸部２を相互に平行をなして延ばすことによって凸部２でストライプを形成する。ストライプを形成している凸部２は、一面に付着した水分、霜及び雪をストライプが延びる方向に誘導する誘導手段となる。このストライプは、賦形フィルム１が設けられた撥水機構１０において、雪等を誘導させたい位置に向けて延ばすことによって、一面に付着した雪等を誘導させたい位置に誘導させることができる。

上記の構成の賦形フィルム１は、全光線透過率に優れた材料で構成することが好ましい。このような材料としては、例えば、ポリエステル、ポリオレフィン、セルロース誘導体、ポリ（メタ）アクリル酸とそのエステル化合物、ウレタン樹脂及びポリカーボネード等を挙げることができる。また、ウレタンアクリレートに、例えば、フッ素粒子添加等の撥現剤を混ぜたものを紫外線で硬化したものを挙げることができる。

［２．３］フッ素樹脂層を有する賦形フィルム
賦形フィルム１の一面には、図３に示すように、表面にフッ素樹脂層４を設けることができる。なお、図３は、フッ素樹脂層４を設けた賦形フィルム１の一部分の拡大断面図である。

フッ素趣旨層４は、その厚さが１０ｎｍ以上、３００ｎｍ以下に形成されている。なお、フッ素趣旨層４の厚さは、好ましくは、１００ｎｍ以上、２００ｎｍ以下に形成するとよい。このフッ素樹脂層４は、撥水性を向上させている。

［３］加熱体
加熱体５は、電圧が印加されることによって発熱し、光学的部材６０に付着した雪、霜、氷等を溶かす。なお、加熱体５は、電圧が印加されることによって発熱する部材であれば、その部材に特別な限定はない。この加熱体５は、光学的部材６０に光を透過させるか、又は光学的部材６０に入射した光を反射することができる態様で光学的部材６０に設けられる。加熱体５は、光学的部材６０の全体に設けてもよいし、一部のみに設けてもよい。なお、光学的部材６０において、光を十分に透過させるか、又は十分に光を反射させるためには、加熱体５を透明な部材で構成するとよい。

透明な部材で加熱体５を構成する場合、加熱体５に電圧を印加するための電極線は、電極線が網目状をなして加熱体５に配設されたメッシュ電極線とすることができる。電極線がメッシュ電極線である場合、メッシュ電極線が適用される光学的部材６０及びこの光学的部材６０が適用される物に応じ、メッシュ電極線の線径は適宜に形成される。例えば、光学的部材６０が、後述する信号機２０の表示面３１である場合、線径は２００μｍ以下とすることにより、町中で一般的な形態で設置された信号機を目視したときに、メッシュ電極線は殆ど目立たない。ただし、信号機２０の表示面３１以外の他の光学的部材６０に適用することを考慮した場合、メッシュ電極線の線径は、３０μｍ以下とするとよい。電極線の線径が３０μｍを超えた場合、電極線を目視することができる。一方、電極線の線径を、３０μｍ以下とした場合、目視で電線を確認することが困難であり、殆ど目立たない。

加熱体５は、メッシュ電極線の他に、透明導電膜とすることもできる。例えば、スズドーブ酸化インジウム（ＩＴＯ）、フッ素ドーブ酸化スズ（ＦＴＯ）、銀ナノワイヤー、グラフェン（Ｃ３ナノ）及び導電性ポリマーであるＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ等を挙げることができる。

電極線をメッシュ電極線とする場合、メッシュの構造を、図４に示すように、ハニカム構造にするとよい。なお、図４は、加熱体５の電極線の構造の一例を示す平面図である。

ハニカム構造とは、複数の正六角形を隙間なく並べた構造を意味する。メッシュの構造をハニカム構造にした場合、例えば、電極線を、縦線と横線とで構成した、他の構造よりも、目視で電極線を確認ししづらくすることができる。そのため、撥水機構の視認性を高くすることができる。

［４］撥水フィルムと加熱体との組み合わせの意義
雪、霜、氷及び水滴等は、それぞれ性質が異なるため、光学的部材６０の表面に、雪、霜、氷及び水滴等が付着した場合、雪、霜、氷及び水滴等に適応した手法を用いることにより、光学的部材６０から雪、霜、氷及び水滴等を効果的に除去することができる。当該撥水機構は、撥水フィルムと加熱体５とを組み合わせることによって、雪、霜、氷及び水滴等の性質に合わせて光学的部材６０からこれらを除去している。特に、雪は、相対的に湿度の低い乾雪と、相対的に湿度の高い湿雪とが存在する。乾雪と湿雪とは、その性質が異なるため、乾雪と湿雪の性質に合った手法で除去することが重要である。以下、乾雪を除去する場合と湿雪を除去する場合を例にして説明する。

温度が約−３℃以下の場合に、雪は一般に乾雪になる。一方、温度が−３℃よりも高い場合、雪は一般に、湿雪になる。

撥水性フィルムは、温度が約−３℃以下のときに降る乾雪を効果的に除去する。

一方、撥水性フィルムは、温度が−３℃よりも高いときにふる湿雪を付着させやすい。ところが、温度が−３℃よりも高いとき、雪は水分を含んでいる。撥水性が低い部材においては、こうした湿雪に対し、光学的部材６０との界面の水の粘性力（表面張力）は、水膜のない乾雪における、光学的部材６０との付着力（分子間引力）より小さいため、自重で脱落しやすくなる。そのため、撥水性フィルムは、温度が−３℃よりも高いときに降る湿雪を付着させやすくしている。

加熱体５は、湿雪が光学的部材６０に付着した場合に、光学的部材６０を加熱することによって湿雪を溶かして水分とする。溶けた湿雪は、撥水フィルムの撥水機能によって光学的部材６０の外表面から除去される。

すなわち、撥水フィルムは、乾雪を光学的部材６０の外表面から除去する。一方、加熱体５は、湿雪を溶かして一旦水分にする。撥水フィルムは、この水分を撥水機能によって光学的部材６０から除去する。

［５］温度センサー及びコントローラ
この撥水機構は、図５に示すように、外気温を検知する温度センサー８０と、温度センサー８０からの信号に基づいて加熱体５の作動を制御するコントローラ７０と、を備えることができる。なお、図５は、温度制御回路の一例を示すブロック図である。

コントローラ７０は、例えば、温度を設定するための温度設定部７１と、加熱体５の加熱温度を調整するための温度調整部７２とを備えている。このコントローラ７０は、温度センサー８０からの信号に基づいて、加熱体５の作動を制御している。

上述したように、乾雪と湿雪とでは、性質が異なるため、光学的部材６０に付着した雪が乾雪か湿雪かによって、光学的部材６０から雪を除去する手法が異なる。そして、乾雪は、温度が約−３℃以下であり、湿雪は、温度が約−３℃よりも高い。そのため、コントローラは、温度が約−３℃以下の場合に加熱を停止し、温度が約−３℃を超える場合に加熱体５を作動するように制御している。なお、雪の温度が約−３℃になる場合、気温はこの温度よりも若干低いと考えられる。そのため、温度センサーにより検知される気温が約−５℃になったときに加熱を停止し、気温が約−５℃を超える場合に加熱体５を作動するように制御している。

［６］撥水機構を備えた表示装置
［６．１］信号機
次に、上述した撥水フィルム１及び加熱体５を用いた撥水機構１０を備えた表示装置４０としての信号機２０について、図６から図８を参照して説明する。なお、図６は、撥水機構１０を備えた表示装置４０としての信号機２０の斜視図であり、図７は、表示装置４０としての信号機２０を構成する１つの発光装置３０の側面図である。また、図８は、表示装置４０としての信号機２０を発光装置３０の位置で発光装置３０を側方からみた信号機２０の部分断面図である。

表示装置４０としての信号機２０は、図６及び図７に示すように、外殻をなし、内部と外部とを仕切る筐体２１と、青色、黄色、及び赤色を発光させる発光装置３０とを備えている。信号機２０は、その正面に各発光装置３０の光を外部に照射するための表示面３１を発光装置３０毎に備えている。また、この信号機２０は、その正面に、前方に向けて突出するフードカバー２３を有している。

筐体２１は、３つの部分２２に仕切られており、その内部が３つの空間に区分けされている。３つの部分２２には、発光装置３０がそれぞれ設けられている。ただし、筐体２１は、発光装置３０を備えた部分毎に仕切られた形態には限定されず、内部が１空間によって形成されていてもよい。

発光装置３０は、図７に示すように、図示しない発光体と、前部をなすドーム状の表示面３１と、発光体を内部に収容するためのケース３２とを備えている。

表示面３１は、ガラスや透明な樹脂材等により構成されており、発光体の光を外部に透過させている。この表示面３１は、上述した撥水機構１０の光学的部材６０を構成している。そして、表示面３１の外側の表面には、撥水フィルム１及び加熱体５が設けられている。

撥水フィルム１は、フッ素樹脂フィルム１Ａ、賦形フィルム１Ｂ又は、賦形フィルム１Ｂの一面にフッ素樹脂層４が形成された積層フィルムの中から選択されたフィルム材である。なお、撥水フィルム１は、表示面３１の他に、筐体２１の外表面の全体及びフードカバーの外表面の全体に設けてもよい。

撥水フィルム１が賦形フィルム１Ｂ、又は、賦形フィルム１Ｂの一面にフッ素樹脂層４が形成された積層フィルムである場合、上述したように、複数の微細な凸部２が形成される前の素材としてのフィルム自体の水接触角度が７０度以上であり、複数の微細な凸部２が形成されることによって、水接触角度が１３０度以上となる。そのため、撥水フィルム１は、表示面３１の外表面に水滴、雪、霜及び氷が付着することを効果的に防止する。

また、賦形フィルム１Ｂの一面に、凸部２により形成された誘導手段を形成することによって、表示面３１の外表面に着いた水滴、雪、霜及び氷を表示面３１の外表面から効果的に除去することができる。賦形フィルム１Ｂの一面に誘導手段を形成する場合、複数の凸部２を上下方向に延ばして形成することによって、上下に延びるストライプを形成するとよい。上下に延びるストライプを形成することによって、複数の凸部２で構成された誘導手段は、表示面３１の外表面に着いた水滴、雪、霜及び氷を表示面３１の下側に誘導する。その結果、誘導手段は、水滴、雪、霜及び氷を表示面３１の外表面から除去する。

加熱体５は、表示面３１に付着した雪等を溶かす。特に、湿雪が表示面３１に付着した場合に、加熱体５は、湿雪を溶かす役割を果たす。なお、透明な部材で加熱体５を構成する場合、加熱体５に電圧を印加するための電極線は、電極線が網目状をなして加熱体５に配設されたメッシュ電極線とすることができる。電極線がメッシュ電極線である場合、その線径は２００μｍ以下とすることにより、町中で一般的な形態で設置された信号機を目視したときに、メッシュ電極線は殆ど目立たない。ただし、メッシュ電極線の線径は、３０μｍ以下とすることによって、より目視で電線を確認することを困難にすることができる。

この信号機２０は、図５に示すように、外気温を検出する温度センサー８０と、温度センサーからの信号に基づいて加熱体５の作動を制御するコントローラ７０を設けることができる。その場合、温度センサーにより検知される気温が約−５℃になったときに加熱を停止し、気温が約−５℃を超える場合に加熱体５を作動するように制御している。

温度センサーにより検知される気温が約−５℃になったときに加熱を停止することにより、乾雪を撥水フィルム１の撥水機能で乾雪を表示面３１から効果的に除去する。一方、気温が約−５℃を超える場合に加熱体５を作動することによって、湿雪を溶かし、一旦水にすることによって、撥水フィルム１の撥水機能で水を表示面３１から効果的に除去する。

発光体は、発光ダイオードやハロゲンランプ等によって構成されている。なお、ハロゲンランプは、発行する際に熱を発することにより、表示面３１に付着した雪等を溶かすことができる。そのため、表示面３１に雪が長時間にわたり付着することがあまりない。一方、発光ダイオードは、発光に際してわずかに発熱するだけであるため、表示面３１に付着した雪等を溶かすことが困難である。そのため、発光体が発光ダイオードである信号機２０に撥水フィルム１を用いた撥水機構１０を適用することによって、表示面３１に、水滴、雪、霜及び氷等が付着することを効果的に防止することができる。

フードカバー２３は、信号機２０の正面において各発光装置３０の上側にて、前方に向けて突出している。このフードカバー２３は、各発光装置３０の表示面３１の外周縁に沿って設けられており、平面視の形状が円弧状をなしている。フードカバー２３は、雪が各発光装置３０の表示面３１に直接積もることを防止している。

なお、信号機２０の中には、図８に示すように、各発光装置３０の前方に遮蔽板２５を設けた形態の信号機２０がある。なお、図８は、表示装置４０としての信号機２０における発光装置３０を側方からみた信号機２０の部分断面図である。

この遮蔽板２５は、フードカバー２３の下側にて斜めに傾けてフードカバー２３に取り付けられている。具体的には、遮蔽板２５の上部が下部よりも発光装置３０の前方に位置しており、外表面が斜め下方に向けられている。この遮蔽板２５は、透明な部材で構成されており、発光装置３０の光を外部に透過させると共に、発光装置３０の表示面３１に水滴、雪、霜及び氷等が当たることを防止している。

図８に示す信号機２０において、撥水フィルム１は、遮蔽板２５の外表面に設けられる。すなわち、この信号機２０では、撥水フィルム１を備えた遮蔽板２５が撥水機構１０として構成されている。

撥水フィルム１として、賦形フィルム１Ｂを遮蔽板２５の外表面に設ける場合、賦形フィルム１Ｂの一面に設けられた複数の凸部２を上下方向に延ばして形成することによって、上下に延びるストライプを形成するとよい。上下に延びるストライプを形成することによって、複数の凸部２が遮蔽板２５の外表面に着いた水滴、雪、霜及び氷を遮蔽板２５の下側に誘導する誘導手段として機能する。

なお、遮蔽板２５の上側の一定の範囲は、フードカバー２３によって覆われているので、雪が直接当たることがほとんどない。そのため、遮蔽板２５の外表面に撥水フィルム１を設ける場合、図８の符号Ａで表すように、遮蔽板２５の下端から一定の範囲に設ければよい。ただし、遮蔽板２５の外表面の全面に撥水フィルム１を設けてもかまわない。

以上に説明した信号機２０において、フードカバー２３によっては、降水又は降雪が当たることを防止することができず、降水又は降雪が直接当たる部位に発熱体５を設けることもできる。例えば、信号機２０の正面において、降水又は降雪が当たることを防止することができない部位、フードカバー２３の上面、及び筐体２１の上面や側面に設けることができる。

以上、表示装置４０として、信号機２０を例にして説明した。しかしながら、上述した撥水機構１０は、信号機２０以外の表示装置４０にも適用することができる。

［６．２］信号機以外の表示装置
信号機２０以外の表示装置４０に撥水機構１０を適用した例について、図９を参照して説明する。なお、図９は、表示装置４０の内部構造を模式的に示した構造図である。

この表示装置４０は、外殻をなし、表示装置４０の内部と外部とを仕切る筐体４１と、筐体４１の内部に設けられた発光ダイオード４４と、表示装置４０の前面に設けられ、発光ダイオード４４の光を外部に透過させる表示面４２としての前面板４３とを備えている。

筐体４１は、当該表示装置４０の外殻をなし、表示装置４０内側と外側をと仕切っている。筐体４１の内部は空間になっている。筐体４１は、例えば、直方体等、複数の面を有する多面体により構成されている。この複数の面のうち、少なくとも一面が表示面４２である。図９に示す表示装置４０は、前面が表示面４２として構成されている。この表示面４２は、前面板４３により構成されており、発光ダイオード４４が発した光を筐体４１の外部に透過させている。

発光ダイオード４４は、筐体４１の内部で基板４５上に複数搭載されている。図９に示す例では、発光ダイオード４４は、表示面４２を構成する前面板４３側に向けられて基板４５上に搭載されている。各発光ダイオード４４は、当該表示装置４０の用途等に応じて直列又は並列に接続される。

表示面４２は、前面板４３によって構成されている。この前面板４３は透明な部材、例えばガラスや樹脂等で形成されており、発光ダイオード４４の光を外部に透過させている。そして、前面板４３の外表面には撥水フィルム１及び加熱体５が設けられている。すなわち、前面板４３は、撥水機構１０の光学的部材６０を構成しており、撥水フィルム１及び加熱体５を設けた前面板４３が撥水機構１０を構成している。

この表示装置４０においても、図５に示すように、外気温を検出する温度センサー８０と、温度センサーからの信号に基づいて加熱体５の作動を制御するコントローラ７０を設けることができる。その場合、温度センサーにより検知される気温が約−５℃になったときに加熱を停止し、気温が約−５℃を超える場合に加熱体５を作動するように制御している。

上記のように構成された表示装置４０によれば、前面板４３に、水滴、雪、霜及び氷が付着することを防止することが可能である。すなわち、前面板４３の外表面に設けた撥水フィルム１は、上述したように、水接触角度が７０度以上、好ましくは、１３０度以上である。そのため、撥水フィルム１は、前面板４３の外表面に水滴、雪、霜及び氷が付着することを効果的に防止することができる。

なお、この表示装置４０においても、前面板４３の外表面に着いた水滴、雪、霜及び氷を前面板４３から除去するように誘導する誘導手段として機能させることができる。例えば、撥水フィルム１として賦形フィルム１Ｂを前面板４３の外表面に設ける場合、賦形フィルム１Ｂの一面に設けられた複数の凸部２を上下方向に延ばして形成することによって、上下に延びるストライプを形成する。上下に延びるストライプを形成することによって、複数の凸部２が前面板４３の外表面に着いた水滴、雪、霜及び氷を前面板４３の下側に誘導する誘導手段として機能する。

［７］撥水機構を適用した表示装置以外の物品
撥水機構１０は、表示装置以外にも適用することができる。撥水機構１０を適用した表示装置以外の物品について、図１０を参照して説明する。なお、図１０は、撥水機構１０を適用した表示装置以外の物品を備えた車両５０の正面図である。

撥水機構１０は、図１０に示した車両５０のサイドミラー５１、フロントガラス５２、ヘッドライト５３等にも適用することができる。

サイドミラー５１においては、ミラー自体が撥水機構１０の光学的部材６０を構成し、撥水フィルム１及び加熱体５を設けたミラーが撥水機構１０を構成する。サイドミラー５１は、車両５０のドアから側方に向けて突出しており、サイドミラー５１の上部に雪が積もりやすい。また、サイドミラー５１は、ミラー自体の表面に水滴、雪、霜、及び氷等が付着しやすい。このサイドミラー５１のミラー自体の表面に、上述した撥水フィルム１を設けることによって、ミラー自体の表面に水滴、雪、霜、及び氷等が付着することを効果的に防止することが可能である。

なお、透明な部材で加熱体５を構成する場合、加熱体５の電極線であるメッシュ電極線の線径は、３０μｍ以下とすることによって、目視で電線を確認することを困難にすることができる。

また、ミラーの表面に撥水フィルム１として賦形フィルム１Ｂを設ける場合、賦形フィルム１Ｂの一面に設けられた複数の凸部２を上下方向に延ばして形成することによって、上下に延びるストライプを形成する。上下に延びるストライプを形成することによって、複数の凸部２がミラーの表面に着いた水滴、雪、霜及び氷をミラーの下側に誘導する誘導手段として機能する。

フロントガラス５２においては、フロントガラス５２自体が撥水機構１０の光学的部材６０を構成し、撥水フィルム１を設けたフロントガラス５２が撥水機構１０を構成する。フロントガラス５２は、その下部が上部よりも前方に位置しており、外表面が斜め上方に向いて傾いている。そのため、雪が積もりやすい構造になっている。また、フロントガラス５２は、雨水、霜、氷が付着しやすい。このフロントガラス５２の外表面に、上述した撥水フィルム１を設けることによって、フロントガラス５２の外表面に水滴、雪、霜、及び氷等が付着することを効果的に防止することが可能である。

なお、フロントガラスにおいても、透明な加熱体５の電極線としてメッシュ電極線を用いた場合、メッシュ電極線の線径は、３０μｍ以下とすることによって、目視で電線を確認することを困難にすることができる。

フロントガラス５２の外表面に撥水フィルム１として賦形フィルム１Ｂを設ける場合、賦形フィルム１Ｂの一面に設けられた複数の凸部２を上下方向に延ばして形成することによって、上下に延びるストライプを形成する。上下に延びるストライプを形成することによって、複数の凸部２がフロントガラス５２の外表面に着いた水滴、雪、霜及び氷をフロントガラス５２の下側に誘導する誘導手段として機能する。

なお、フロントガラス５２の外表面に賦形フィルム１Ｂを設ける場合、ストライプが伸びる方向は、フロントガラス５２の領域によって分けることもできる。例えば、フロントガラス５２の左右方向の中央の領域では、上記のように、上下に延びるストライプを形成する。一方、フロントガラス５２の両側の領域では、ストライプが延びる方向を斜めに傾けて、フロントガラス５２の側部の下側に雪等を誘導させてもよい。

ヘッドライト５３においては、ヘッドライト５３の樹脂カバーが撥水機構１０の光学的部材６０を構成し、撥水フィルム１を設けた樹脂カバーが撥水機構１０を構成する。ヘッドライト５３の樹脂カバーの外表面に、上述した撥水フィルム１を設けることによって、樹脂カバーの外表面に水滴、雪、霜、及び氷等が付着することを効果的に防止することが可能である。

なお、透明な加熱体５の電極線としてメッシュ電極線を用いた場合、メッシュ電極線の線径は、３０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下とすることによって、目視で電線を確認することを困難にすることができる。

この車輌５０において、図５に示すように、外気温を検出する温度センサー８０と、温度センサーからの信号に基づいて加熱体５の作動を制御するコントローラ７０を設けることができる。その場合、温度センサーにより検知される気温が約−５℃になったときに加熱を停止する。これにより、サイドミラー５１、フロントガラス５２及びヘッドライト５３に乾雪が付着することを防止することが可能である。一方、気温が約−５℃を超える場合に加熱体５を作動するように制御する。これにより、サイドミラー５１、フロントガラス５２及びヘッドライト５３に湿雪が付着することを防止することが可能である。

以上、サイドミラー５１、フロントガラス５２及びヘッドライト５３に撥水機構１０を適用した場合について説明したが、その他の物品、例えば、後部ガラス、テールランプ等に適用することもできる。

１，１Ａ，１Ｂ 撥水フィルム
１Ａ フッ素樹脂フィルム
１Ｂ 賦形フィルム
２ 凸部
３ 凹部
４ フッ素樹脂層
５ 発熱体
１０ 撥水機構
２０ 信号機
２１ 筐体
２３ フードカバー
２５ 遮蔽板
３０ 発光装置
３１ 表示面
３２ ケース
４０ 表示装置
４１ 筐体
４２ 表示面
４３ 前面板
４４ 発光ダイオード
４５ 基板
５０ 車両
５１ サイドミラー
５２ フロントガラス
５３ ヘッドライト
６０ 光学的部材
７０ コントローラ
８０ 温度センサー

Claims (12)

1. 光を透過又は反射させる光学的部材と、撥水機能を有する撥水フィルムとを備え、 前記光学的部材の一部又は全体には、少なくとも前記光学的部材を加熱するための加熱体を備えていることを特徴とする撥水機構。
2. 前記撥水フィルムは、複数の微細な凸部が間隔を空けて一面に形成された賦形フィルム、フッ素樹脂フィルム及び前記賦形フィルムの前記一面の表面にフッ素樹脂層を設けたフィルムの中から選ばれたフィルムであり、
   前記賦形フィルムは、前記一面を前記光学的部材とは逆側に向けて前記光学的部材の表面に取り付けられている、請求項１に記載の撥水機構。
3. 前記賦形フィルムにおける、前記複数の微細な凸部が形成される前のフィルム自体の水接触角度が７０度以上である、請求項２に記載の撥水機構。
4. 前記複数の微細な凸部が形成された前記賦形フィルムの水接触角度が１３０度以上である、請求項３に記載の撥水機構。
5. 前記複数の微細な凸部がストライプを形成している、請求項２〜４のいずれか１項に記載の撥水機構。
6. 前記複数の微細な凸部は、前記一面に付着した水分、霜及び雪を前記ストライプが延びる方向に誘導させる誘導通路を形成している、請求項５に記載の撥水機構。
7. 前記加熱体が、光を透過させることが可能な透明な部材で構成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の撥水機構。
8. 前記加熱体に電力を供給するための電極線が、前記加熱体に網目状に配設されたメッシュ電極線である場合、前記メッシュ電極線の線径が３０μｍ以下である、請求項７に記載の撥水機構。
9. 外気温を検知する温度センサーと、前記温度センサーからの信号に基づいて前記加熱体の作動を制御するコントローラと、を備えている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の撥水機構。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載の撥水機構を備えた表示装置であって、
    内部と外部とを仕切る筐体と、
    前記筐体の内部に設けられた発光体と、
    前記発光体の光を前記筐体の外部に透過させる表示面と、を備え、
    前記光学的部材が前記表示面を構成している、表示装置。
11. 前記表示面の上側で、前記表示面から外側に向けて突出するフードカバーを備え、
    前記表示装置の外表面における、降水又は降雪が直接当たる部位に前記加熱体が設けられている、請求項１０に記載の表示装置。
12. 前記表示装置は、１色又は２色以上の光を発光する前記発光体を備えた信号機である、請求項１０又は１１に記載の表示装置としての信号機。

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