JP5167934B2

JP5167934B2 - 照光構造

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Publication number: JP5167934B2
Application number: JP2008121154A
Authority: JP
Inventors: 龍一泉
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Priority date: 2008-05-07
Filing date: 2008-05-07
Publication date: 2013-03-21
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Description

本発明は、電子機器のパネルに突設される操作軸を囲むように発光部が複数配設される照光構造に関する。

従来、電子機器のパネルから突設される操作軸を囲むように操作軸の周りに発光部を複数配設し、操作位置を認識させる等のために、操作軸の操作位置に応じた発光部を発光させるようにした照光構造が知られている。

例えば、下記特許文献１には、従来技術として、操作軸の回転に応じて、周囲の照光部材が順次光り、回転位置を判別することができるものが開示されている（図３、図４）。

また、下記特許文献２では、ボリューム摘みの周囲に配設された光源のうち、発光したものからの光で、ボリューム摘みの周囲部の頂部が照明され、ボリューム摘みの位置が表示される（図２）。

一方、下記特許文献１の照光構造（図１、図２）は、操作軸の中空部に発光素子を設け、摘みと一緒に回転する導光体の一端から発光素子の光が入って、導光体の他端から出光し、その光が、表示部を照光するように構成されている。この照光構造では、摘みの回転位置に応じて、照光される表示部が切り替わることで、摘みの回転位置がわかる。
特許第３６４９６３７号公報特開平９−２４４５５８号公報

操作軸の回転位置を明瞭に把握させる上では、発光部からの光が操作者に視認されるように出射される出光部は、なるべく操作軸の近くに配設されるのが好ましい。しかしながら、上記特許文献１に開示された従来技術や上記特許文献２の技術では、操作軸の周りに配設される発光部や光源の配設ピッチを狭くするに限界がある。そのため、操作軸から離れた位置から光が出射することとなってしまう。

また、上記特許文献１の照光構造（図１、図２）では、操作軸の中空部に発光素子を設けて、半径方向外側に光を導くように構成する必要があり、操作軸の構成が複雑になるという問題がある。

本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、操作軸の構成に大きな制約を与えることなく、操作軸を囲むように配設される出光部の配列ピッチを狭くすることができる照光構造を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の請求項１の照光構造は、電子機器のパネル（１４）に突設される操作軸（５４）に対応して設けられる照光構造であって、前記操作軸の軸方向視（Ｆ１）において、前記操作軸を囲むように複数配設される発光部（１８）と、透明樹脂でなり、前記複数の各発光部に対応する複数の透光部（２０）を有し、前記軸方向視において、前記複数の透光部が前記操作軸を囲むように配設される導光体（１０）とを有し、前記導光体の各透光部は、前記複数の各発光部に対向する下面である入光部（２１）と、前記軸方向視において、対応する発光部よりも前記操作軸に近い側に位置する上面である出光部（２４）と、対応する発光部及び前記入光部よりも上に位置し、該入光部から上方に向かって入射した光を前記出光部の側へ内面反射させるように設けられる反射部（２３）とを有し、前記導光体の各透光部において、前記反射部と前記出光部とは隣接し且つ連接して形成され、前記各透光部の前記反射部の形成位置及び／又は角度が、複数の透光部の間で異なっていることで、前記軸方向視において、これら複数の透光部の前記出光部の配列形状が、前記複数の発光部の配列形状と異なっており、前記導光体の各透光部の、前記操作軸の側において、前記各透光部に連接する導光体水平部が形成され、該導光体水平部には、前記操作軸が挿通される挿通穴が形成され、前記導光体の成形時において、前記導光体水平部の一部が、樹脂が流入するゲート部として機能すると共に、前記導光体水平部の全体がランナとして機能するように構成されたことを特徴とする。

好ましくは、樹脂でなり、前記出光部が露出するように前記導光体を覆うカバー体（３０）を有し、このカバー体と前記導光体とが一体となって、導光体ユニット（ＵＴ）が構成される。

好ましくは、前記カバー体の上部の縁部には、前記パネルに対する水平方向及び上下方向の位置決め機能を果たす肩部（４１）が形成されている。

好ましくは、樹脂でなり、前記出光部が露出するように前記導光体を覆うカバー体（３０）を有し、該カバー体は、前記導光体の前記導光体水平部の上に重なるカバー体水平部（３１）を有し、該カバー体水平部には、前記操作軸が挿通される挿通穴（３３）が形成され、前記カバー体の成形時において、前記カバー体水平部の一部（３２）が、樹脂が流入するゲート部として機能すると共に、前記カバー体水平部の全体がランナとして機能するように構成される。

なお、上記括弧内の符号は例示である。

本発明の請求項１によれば、操作軸の構成に大きな制約を与えることなく、操作軸を囲むように配設される出光部の配列ピッチを狭くすることができる。また、ランナの除去工程を不要にして、成形工程を簡略化することができる。

請求項２によれば、ユニット化により、コンパクト化、生産効率向上に寄与し、扱いも容易となる。

請求項３によれば、簡単な構成で導光体ユニットを位置決めすることができる。

請求項４によれば、ランナの除去工程を不要にして、成形工程を簡略化することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

図１（ａ）は、本発明の一実施の形態に係る照光構造が適用される電子機器のパネルの断面図である。図１（ｂ）は、１つの操作子体の斜視図である。

電子機器のパネル１４に複数の操作子体５０が設けられる。本照光構造は、各操作子体５０毎に構成され、いずれも同様の構成であるので、１つの操作子体５０に対応する照光構造を説明する。本照光構造が配設される電子機器のパネル１４としては、ミキサ装置等の操作パネルが想定されるが、これに限られず、操作子が配設されるパネル面を有する各種の電子機器に適用可能である。

図１（ａ）に示すように、操作子体５０は、回転操作される操作軸５４を有し、操作軸５４に、摘み部５７が嵌着されている。パネル１４は、必ずしも上方を向いているとは限らないが、本実施の形態では、操作軸５４の突設方向が上方であるとし、パネル１４の上面１４ａから、導光体ユニットＵＴを介して操作軸５４が突設された形となっている。従って、操作軸５４の軸方向視であるＦ１矢視が、パネル１４の平面視である。

鉄等の板金でなるパネル１４にスポット溶接等で複数箇所に設けられたボス１６に、ネジ１７により、基板１９が固定されている。基板１９上には、複数のチップＬＥＤでなる発光部１８が配設されている。

図１（ｂ）に示すように、操作子体５０において、ベース部５１の上に、突き当て部５２、円柱部５３が順に連接形成され、これらに対して操作軸５４が回転自在になっている。ベース部５１からは、複数（５本）の端子５５及び２つの固定脚５６が下方に突設される（図１（ａ）、図４（ａ）も参照）。これら端子５５及び固定脚５６は、基板１９を下方に貫通している。

図２は、導光体ユニットＵＴを下側からみた斜視図である。導光体ユニットＵＴは、透明樹脂で一体に形成されてなる導光体１０と、樹脂で一体に形成されてなり導光体１０を覆うカバー体３０とが組み合わされて一体に構成される。カバー体３０は、例えば、不透明樹脂でなる。

図３（ａ）は、カバー体３０を上方からみた斜視図、図３（ｂ）は、導光体１０を上方からみた斜視図である。図４（ａ）は、パネル１４に配設された状態における導光体ユニットＵＴ、操作子体５０及び発光部１８の配置関係を示す本照光構造の下面図である。図４（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ線に沿う部分断面図である。

図３（ａ）に示すように、カバー体３０は、平面視略矩形の本体部４０と、本体部４０の上面４０ａに突出形成されたインジケータ部３６とからなる。本体部４０からは、基板１９に係着するための２本のピン３７が下方に突出形成されている（図１（ａ）、図２、図４（ａ）も参照）。インジケータ部３６には、上下方向に貫通する複数の窓部３５が形成されている（図２、図４（ｂ）も参照）。インジケータ部３６の形状及び複数の窓部３５の配列は、平面視において、Ｕ字型に近い囲み形状であるが、厳密には、Ｕ字の両端が内側に少し窄まった馬蹄形をしている。

インジケータ部３６の囲み形状の内側に連接して、板状のカバー体水平部３１が形成される。カバー体水平部３１の平面視中央付近には、操作子体５０の円柱部５３（図１（ｂ）参照）が挿通される挿通穴３３が形成されている。挿通穴３３の周囲には、複数（４つ）の穴３４が形成されている。隣接する窓部３５同士は、分離壁３８で仕切られ、相互の光漏れ防止効果が高まっている。本体部４０の下側には、各窓部３５に対応して、発光部１８を配設するための凹状の逃げ部３９が形成されている（図２、図４（ａ）参照）。

図２、図３（ｂ）に示すように、導光体１０は、複数の透光部２０を有する。透光部２０は、カバー体３０の窓部３５に対応して設けられ、対応する窓部３５に嵌合されている（図４（ｂ）も参照）。従って、透光部２０の配列形状も馬蹄形の囲み形状であり、Ｆ１矢視（図１（ａ）参照）において、操作軸５４を囲むように配列される。各透光部２０の囲み形状の内側には、板状の導光体水平部１１が形成される。言い換えれば、各透光部２０は、導光体水平部１１の縁に、接続部２５を介して接続されている。

導光体水平部１１の平面視中央付近には、操作子体５０の円柱部５３（図１（ｂ）参照）が挿通される挿通穴１３が形成され、挿通穴１３の周囲には、上方に突出した複数（４つ）のゲート機能部１２が形成されている。導光体１０とカバー体３０との結合後において、導光体水平部１１の上にカバー体水平部３１が重なり、挿通穴１３の位置はカバー体３０の挿通穴３３に一致し、ゲート機能部１２は穴３４に嵌合される。導光体１０にカバー体３０を合体させてなる導光体ユニットＵＴにおいて、挿通穴１３、３３（図２参照）に、操作子体５０の円柱部５３が挿通される。

図４（ａ）に示すように、基板１９上の発光部１８の配列形状は、Ｕ字形の囲み形状である。すなわち、Ｆ１矢視（図１（ａ）参照）において、操作軸５４を囲むように配列される。このＵ字形は、いずれも馬蹄形であるインジケータ部３６の形状や窓部３５乃至透光部２０の配列形状とは完全一致しておらず、微妙に異なっている。

図４（ｂ）に１つの透光部２０及びその近傍を例示するように、各透光部２０は、下面である入光部２１、外側面２２、斜面である反射部２３、上面である出光部２４、及び内側面２６を有する。出光部２４は、カバー体３０の窓部３５から上方に露出し、インジケータ部３６の上面３６ｂと面一になっている。入光部２１は、窓部３５の下方に露出し、逃げ部３９の天井面と面一になっている（図２も参照）。

基板１９に配設された導光体ユニットＵＴにおいて、入光部２１は、発光部１８に対向している。発光部１８は、主に鉛直方向上方を指向して光を出射する。出光部２４は、対応する発光部１８及び入光部２１より上に位置する。また、反射部２３も、対応する発光部１８の鉛直方向上方に位置する。反射部２３は、入光部２１から入射した光を出光部２４の側へ内面反射させるように設けられる。出光部２４の長手方向（内側面２６及び外側面２２に垂直な方向）における中心を中心Ｃ２とする。各出光部２４の中心Ｃ２は、対応する発光部１８の中心Ｃ１よりも、発光部１８の囲み形状の内側に位置する。すなわち、中心Ｃ２は、中心Ｃ１に比し、より挿通穴１３（乃至操作軸５４）に近い側に位置する。反射部２３は、発光部１８の中心Ｃ１の延長上に位置する。

各透光部２０の基本形状は同じであり、特に、高さについては同一である。しかし、出光部２４の位置、入光部２１の形状、反射部２３の形成位置は、微妙に異なっている。これらにより、上記のように、発光部１８と透光部２０とで、配列による囲み形状が異なっていても、いずれの発光部１８からの光も、操作軸５４の軸中心の上方に向かって放光させることができる。言い換えれば、各透光部２０の形状を個々に異ならせることで、発光部１８と透光部２０とで囲み形状を一致させなくてもよく、設計の自由度が高くなる。なお、反射部２３については、角度、あるいは形成位置及び角度を異ならせてもよい。

要は、出光部２４の位置、入光部２１の形状、反射部２３の形成位置の少なくともいずれかが、各透光部２０間で異なっていても、透光部２０の各々において、発光部１８から直接、反射部２３に届く光が、反射して、出光部２４から出光するように設計されればよい。例えば、出光部２４と反射部２３とを除いた構成が同一の透光部２０同士でいえば、出光部２４が操作軸５４の軸中心に遠いものほど、対応する反射部２３の傾斜角度は、鉛直方向に近い角度とされる。

カバー体３０の上部の縁部には、パネル１４に対する水平方向及び上下方向の位置決め機能を果たす肩部４１が構成される。すなわち、インジケータ部３６の外面３６ａと本体部４０の上面４０ａとが肩部４１を構成する。肩部４１は、本体部４０の補強機能も兼ねている。

かかる構成において、複数の発光部１８のうち、操作軸５４の回転操作による現在位置に対応した発光部１８が発光するようになっている。発光部１８から発した光は、対応する透光部２０の入光部２１から透光部２０内に入光し、反射部２３で全反射して、出光部２４から出光する。その光が、操作者に視認される。光の一部は、外側面２２、内側面２６等でも反射して、それが直接に、または反射部２３での反射を介して、出光部２４から出光する。操作者は、光が視認される出光部２４の位置から、操作軸５４の操作位置を把握することができる。

照光構造は、次のようにして製造される。まず、導光体ユニットＵＴは、２色成形で形成される。好ましくは、「特許第３６０３９５２号公報」に開示される公知の２色成形法で製造する。その場合、導光体１０とカバー体３０の成形順序はどちらでもよいが、例えば、導光体１０を１次成形、カバー体３０を２次成形とする。

まず、１次成形で導光体１０（図３（ｂ）参照）を射出成形する。その際、ゲート機能部１２の位置から樹脂が流入されると共に、導光体水平部１１となる部分を通じて、全体に樹脂が広がっていく。すなわち、導光体水平部１１全体を、あたかも、複数の透光部２０を成形目的とする場合のランナとして利用することができる。透光部２０の配列形状が成す囲み形状の内側にランナがあるので、樹脂が全域に均一に行き渡りやすい。実際には、ゲート機能部１２も導光体水平部１１も、製品の一部となるので、後で除去する必要がなく、工程が簡略化される。

成形された導光体１０は、冷え切らないうちに型抜きされ、移動金型に着いたまま、カバー体３０の成形工程に移る。

次に、２次成形でカバー体３０（図３（ａ）参照）を成形する際には、上記公知の２色成形法に従って、カバー体３０と導光体１０とが溶着せずに両者間に空気層が形成されるように、１次成形に比し２次成形の射出速度を高くする。その際、カバー体水平部３１の一部である４カ所のゲート対応部３２（図３（ａ）参照）から樹脂を流入させる。カバー体３０についても、カバー体水平部３１全体が、樹脂を周囲に広げるランナとしての機能を果たす。インジケータ部３６が成す囲み形状の内側にランナがあるので、樹脂が全域に均一に行き渡りやすい。実際には、カバー体水平部３１も製品の一部となるので、後で除去する必要がなく、工程が簡略化される。

この２色成形法によって、導光体１０とカバー体３０との間に薄い空気層が形成された状態で、一体の導光体ユニットＵＴとなる。両者は、外力によって嵌合を外すことが可能である。空気層が形成される結果、光の臨界角は、カバー体３０に対する導光体１０の屈折率ではなく、空気層に対する導光体１０の屈折率で決まる。そのため、通常の成形法によりカバー体３０が導光体１０に一体に結合している場合に比し、光の臨界角が大きくなって、より大きい入射角でも全反射するようになる。また、光が熱として吸収される量も減少する。従って、透光部２０の導光機能が著しく向上する。

例えば、図４（ｂ）に示すように、カバー体３０の窓部３５の透光部２０の反射部２３に対して、カバー体３０の窓部３５の反射対応面３５ａ（図３（ａ）も参照）が対向している。また、外側面２２と窓部３５の外側対応面３５ｂとが対向している。上記した空気層が介在するため、反射部２３と反射対応面３５ａ、外側面２２と外側対応面３５ｂは、それぞれ、ミクロンオーダーで離間している。これらにより、透光部２０において、反射部２３はもとより、外側面２２での全反射の作用が強くなっている。上述のように、発光部１８からの光の一部は、外側面２２でも反射するが、その反射光の多くは、直接、出光部２４から出光する。

一方、複数の発光部１８を基板１９に配設する。また、操作子体５０については別途、樹脂を主体として作製する。完成した導光体ユニットＵＴの挿通穴１３、３３（図２参照）に、操作子体５０の円柱部５３を下方から挿通する。突き当て部５２の上面に、導光体ユニットＵＴの導光体１０の導光体水平部１１（図２参照）の下面が対向し、操作子体５０の上方への移動が規制される。

そして、図１に示すように、操作子体５０が装着された導光体ユニットＵＴを、基板１９に配設する。ピン３７、端子５５及び固定脚５６が基板１９を貫通するように設置し、上側からパネル１４を被せる。その際、図１（ａ）、図４（ｂ）に示すように、カバー体３０の肩部４１の上面４０ａがパネル１４の下面に当接すると共に、外面３６ａがパネル１４の穴の縁１４ｂに当接して、導光体ユニットＵＴの上方位置、水平方向の位置がそれぞれ規制される。

その後、固定脚５６の下方に突出した部分を基板１９の裏側から固定材等で固定することで、操作子体５０が基板１９に固定される。しかも、カバー体３０の肩部４１とパネル１４との係合により、カバー体３０の本体部４０が基板１９とパネル１４との間に挟まれた形で固定され、導光体ユニットＵＴが安定する。パネル１４の上面１４ａとインジケータ部３６の上面３６ｂとは面一になる。

さらに、パネル１４の上側において、操作子体５０の円柱部５３を避けた部分が透孔となっていて表示部のみが透明であるシート１５が配設される（図１参照）。シート１５には、所定の事項が印刷されている。操作軸５４には、摘み部５７が嵌着される。

本実施の形態によれば、各出光部２４が、対応する発光部１８よりも囲み形状の内側に位置し、入光部２１から入射した光が反射部２３で内面反射して出光部２４から放光されるので、発光部１８自体の配列ピッチを従来と同じくしつつも、出光部２４の配列ピッチを狭くすることができる。このことは、出光部２４を結ぶ曲線の一部または全部の曲率半径を小さくできることにも繋がる。そのため、平面視において、各出光部２４を操作軸５４に近づけて配設することが容易となり、操作位置の視認性が向上する。しかも、操作軸５４の構成に大きな制約を与えることもない。

また、出光部２４と反射部２３とは、隣接し且つ連接して形成されているので、光の伝達効率が高い。

また、反射部２３の形成位置が複数の透光部２０の間で異なっていることで、各透光部２０の出光部２４の配列形状が馬蹄形、複数の発光部１８の配列形状がＵ字形と、両者を一致させる必要がないので、出光部２４と発光部１８の配列の自由度をそれぞれ高めることができる。

また、導光体ユニットＵＴは、導光体１０とカバー体３０とで一体となって構成されるので、ユニット化により、コンパクト化、生産効率向上に寄与し、扱いも容易となる。

また、カバー体３０の上部の縁部に設けた肩部４１が、パネル１４に対する水平方向及び上下方向の位置決め機能を果たすので、簡単な構成で導光体ユニットＵＴを位置決めすることができる。

また、導光体１０の射出成形時において、導光体水平部１１のゲート機能部１２が、ゲート部として機能すると共に、導光体水平部１１の全体がランナとして機能するように構成されたので、ランナ等の除去工程を不要にして、成形工程を簡略化することができる。カバー体３０についても同様である。

本実施の形態では、発光部１８、透光部２０の配列形状を、それぞれＵ字形、馬蹄形としたが、操作軸５４の軸方向視において操作軸５４をほぼ囲むように周囲に配列されていればよく、例示した配列形状に限られない。例えば、このような囲み形状としては、円形、楕円形、矩形でもよい。また、おおよその囲み形状となっていればよく、欠円やＵ字状等のように、完全な環状でなくてもよい。

なお、導光体１０とカバー体３０とは２色成形で形成されたが、透光部２０における光の臨界角を大きくする観点からは、これらを別々に成形し、嵌め合わせて一体の導光体ユニットＵＴを構成するようにしてもよい。一方、出光部２４の配列ピッチを狭くすることに限って言えば、特許第３６０３９５２号公報の手法を用いない一般の２色成形で、導光体ユニットＵＴを形成してもよい。

本発明の一実施の形態に係る照光構造が適用される電子機器のパネルの断面図（図（ａ））、１つの操作子体の斜視図（図（ｂ））である。導光体ユニットを下側からみた斜視図である。カバー体を上方からみた斜視図（図（ａ））、導光体を上方からみた斜視図（図（ｂ））である。パネルに配設された状態における導光体ユニット、操作子体及び発光部の配置関係を示す本照光構造の下面図（図（ａ））、図３（ａ）のＡ−Ａ線に沿う部分断面図（図（ｂ））である。

符号の説明

１０導光体、１１導光体水平部、１２ゲート機能部、１３、３３挿通穴、１４パネル、１８発光部、２０透光部、２１入光部、２３反射部、２４出光部、３０カバー体、３１カバー体水平部、３２ゲート対応部、４１肩部、５４操作軸、ＵＴ導光体ユニット

Claims

電子機器のパネルに突設される操作軸に対応して設けられる照光構造であって、
前記操作軸の軸方向視において、前記操作軸を囲むように複数配設される発光部と、
透明樹脂でなり、前記複数の各発光部に対応する複数の透光部を有し、前記軸方向視において、前記複数の透光部が前記操作軸を囲むように配設される導光体とを有し、
前記導光体の各透光部は、前記複数の各発光部に対向する下面である入光部と、前記軸方向視において、対応する発光部よりも前記操作軸に近い側に位置する上面である出光部と、対応する発光部及び前記入光部よりも上に位置し、該入光部から上方に向かって入射した光を前記出光部の側へ内面反射させるように設けられる反射部とを有し、
前記導光体の各透光部において、前記反射部と前記出光部とは隣接し且つ連接して形成され、
前記各透光部の前記反射部の形成位置及び／又は角度が、複数の透光部の間で異なっていることで、前記軸方向視において、これら複数の透光部の前記出光部の配列形状が、前記複数の発光部の配列形状と異なっており、
前記導光体の各透光部の、前記操作軸の側において、前記各透光部に連接する導光体水平部が形成され、該導光体水平部には、前記操作軸が挿通される挿通穴が形成され、前記導光体の成形時において、前記導光体水平部の一部が、樹脂が流入するゲート部として機能すると共に、前記導光体水平部の全体がランナとして機能するように構成されたことを特徴とする照光構造。
樹脂でなり、前記出光部が露出するように前記導光体を覆うカバー体を有し、このカバー体と前記導光体とが一体となって、導光体ユニットが構成されることを特徴とする請求項１記載の照光構造。
前記カバー体の上部の縁部には、前記パネルに対する水平方向及び上下方向の位置決め機能を果たす肩部が形成されていることを特徴とする請求項２記載の照光構造。
樹脂でなり、前記出光部が露出するように前記導光体を覆うカバー体を有し、該カバー体は、前記導光体の前記導光体水平部の上に重なるカバー体水平部を有し、該カバー体水平部には、前記操作軸が挿通される挿通穴が形成され、前記カバー体の成形時において、前記カバー体水平部の一部が、樹脂が流入するゲート部として機能すると共に、前記カバー体水平部の全体がランナとして機能するように構成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の照光構造。