JP6641160B2 - 導光装置 - Google Patents

Description

本発明は、導光装置に関するものである。

従来から、スイッチのキートップ等を、背面側よりＬＥＤ光源等の光を導いて照明する導光装置が知られている。このような導光装置では、ＬＥＤ光源等からの光の拡散性が低いので、キートップの表面が均一に照明されず、見る方向によって照明の明るさが異なる場合があった。例えば、正面方向から見ると眩しいが、正面方向に対して角度を持った斜め方向から見ると、暗く見えてしまう場合があった。

特許文献１には、透光性のゴムスイッチの受光面に凹部を設けて、ＬＥＤ光源等からの光を拡散させるようにする技術が開示されている。
しかし、特許文献１に開示された技術だけでは、光の拡散が十分ではなく、さらなる改善が必要であった。

特開平９−３０６２７７号公報

本発明の課題は、簡単な構成であっても均一にキートップの照明を行える導光装置を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１の発明は、光源（５）と、目視可能な位置に設けられた前端部（２ａ）と、前記前端部（２ａ）の反対側に位置する後端部と、前記後端部に設けられ、前記光源からの光を受け入れる受光部（２ｂ）とを備えた導光体（２）と、を備え、前記受光部（２ｂ）には、前記前端部側（２ａ）へ向けて窪んだ円錐形状の凹部（２ｃ）が形成されており、前記凹部（２ｃ）の円錐形状面には、前記凹部（２ｃ）の底部中央（２ｅ）から前記凹部（２ｃ）の周縁部に向かって放射状に延在する複数の溝部（２ｆ）が形成され、前記溝部（２ｆ）の溝底部、及び、前記溝部（２ｆ）と前記凹部（２ｃ）の円錐形状面との境界部分が丸めて形成されていること、を特徴とする導光装置（１０）である。

請求項２の発明は、請求項１に記載の導光装置（１０）において、前記溝部（２ｆ）は、前記底部中央（２ｅ）を中心にして等角度間隔に配置されていること、を特徴とする導光装置（１０）である。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の導光装置（１０）において、前記溝部（２ｆ）は、前記溝部（２ｆ）の延在方向に直交する方向の断面形状が、Ｖ字形状に形成されていること、を特徴とする導光装置（１０）である。

請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の導光装置（１０）において、複数の前記溝部（２ｆ）は、少なくとも３本形成されており、前記光源側（５）から見た形状が前記底部中央（２ｅ）を中心にして回転対称となるように配置されていること、を特徴とする導光装置（１０）である。

本発明によれば、導光装置は、簡単な構成であっても均一にキートップ（インジケータ）の照明を行える。

本発明による導光装置１０の主要部を斜め後方から見た分解斜視図である。 スイッチ装置１００を正面から見た図である。 図２中に矢印Ａ−Ａで示した位置でスイッチ装置１００を切断した断面図である。 導光体２の受光部２ｂ付近を拡大して示した斜視図である。 導光体２の受光部２ｂを後側から見た図である。 図５中に矢印Ｂ−Ｂで示した位置で導光体２を切断した断面図である。 図６中に矢印Ｃ−Ｃで示した位置で導光体２を切断した断面図である。 測定結果をまとめた表である。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面等を参照して説明する。

図１は、本発明による導光装置１０の主要部を斜め後方から見た分解斜視図である。
図２は、スイッチ装置１００を正面から見た図である。
図３は、図２中に矢印Ａ−Ａで示した位置でスイッチ装置１００を切断した断面図である。
なお、図１を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張して示している。
また、以下の説明では、具体的な数値、形状、材料等を示して説明を行うが、これらは、適宜変更することができる。

図１及び図３に示すように、本実施形態の導光装置１０は、操作ノブ１と、導光体２とを主要部として備えており、スイッチ装置１００の一部を構成している。また、図３に示すように、スイッチ装置１００は、ベース３と、プリント基板４と、ＬＥＤ５と、ゴムスイッチ６とをさらに備えている。

本実施形態のスイッチ装置１００は、車両のヒーターコントロールを行うスイッチであり、車両内において利用者が操作可能な位置に設置されている。なお、本発明の導光装置は、車両のヒーターコントロールを行うスイッチに用いる場合に限らず、様々な用途に用いることが可能である。

操作ノブ１は、ベース３に対して前後方向で直進移動可能に設けられている。なお、本実施形態では、操作ノブ１の正面、すなわち、図２に示した操作部１ｄ側を前、その反対側を後として説明を行う。操作ノブ１には、スイッチ押圧部１ａと、装着部１ｂと、係止孔１ｃと、操作部１ｄと、開口部１ｅとが設けられている。

スイッチ押圧部１ａは、操作部１ｄの後側面から後方に延在している。利用者が操作ノブ１を後方へ押圧することにより、スイッチ押圧部１ａの後端面がゴムスイッチ６を押圧する。

装着部１ｂは、後方に開口した略直方体筒形状に形成されている。装着部１ｂには、後方から導光体２が挿入されている。

係止孔１ｃは、装着部１ｂの壁面に開口されており、後述の導光体２の係止爪が係合することで、導光体２を固定する。

操作部１ｄは、利用者が視認できるように、前側に露出して配置され、利用者によって押圧操作されるキートップ部分である。操作部１ｄの略中央には、開口部１ｅが開口している。

図２に示すように、開口部１ｅは、操作部１ｄの略中央において前後方向に貫通して開口されている。開口部１ｅには、導光体２の前端部２ａが操作部１ｄの表面と略同一面となる位置まで後方から挿入されており、前端部２ａは、前方に露出している。

導光体２は、透光性の高い樹脂により形成されており、操作ノブ１の装着部１ｂに挿入されて固定されている。したがって、導光体２は、操作ノブ１が操作されると、操作ノブ１と一体となって前後方向に移動する。導光体２には、前端部２ａと、受光部２ｂと、凹部２ｃと、係止爪２ｄとが設けられている。

前端部２ａは、利用者が目視可能な位置に設けられている。具体的には、先に説明したように、操作部１ｄの表面と略同一面となる位置まで操作部１ｄの開口部１ｅにおいて前方に露出している。前端部２ａからは、後述の受光部２ｂから導入された照明光が出射する。前端部２ａは、インジケータとしての機能を備えており、利用者は、この前端部２ａからの照明光を視認することで、スイッチ装置１００のＯＮ／ＯＦＦの状態を把握することができる。

受光部２ｂは、前端部２ａの反対側に位置する後端部に設けられており、ＬＥＤ５に対向している。受光部２ｂは、ＬＥＤ５からの光を受け入れ、導光体２内に照明光が進み、最終的には、前端部２ａから照明光が出射する。本実施形態では、後端部の全面が受光部２ｂとして設けられているが、後端部の一部を受光部としてもよい。

凹部２ｃは、受光部２ｂの略中央にあって、前端部２ａ側へ向けて窪んで形成されている。凹部２ｃの詳細については、後述する。

係止爪２ｄは、導光体２の側面から突出して形成されており、装着部１ｂの係止孔１ｃに係合している。

ベース３には、前方に筒状に突出して形成されたガイド部３ａが設けられている。このガイド部３ａが、操作ノブ１の動作をガイドしている。
また、ベース３の後方側には、プリント基板４が固定されている。

プリント基板４は、ベース３の後側に固定されており、前側の面には、ＬＥＤ５とゴムスイッチ６とが実装されている。

ＬＥＤ（光源）５は、プリント基板４の前側の面において、導光体２の受光部２ｂと対向する位置に実装されている。ＬＥＤ５は、後述のゴムスイッチ６が押圧されてスイッチ切り換えが行われると、その切り換え状態に応じて、発光と消灯とが切り換えられる。本実施形態では、ヒーターがＯＮの状態で発光を行い、ヒーターがＯＦＦの状態では消灯する。

ゴムスイッチ６は、プリント基板４の前側の面において、操作ノブ１のスイッチ押圧部１ａと対向する位置に実装されている。ゴムスイッチ６は、ヒーターのＯＮ／ＯＦＦを切り換える押圧式のスイッチであり、ゴムにより形成されている。ゴムスイッチ６は、操作ノブ１のスイッチ押圧部１ａにより押圧されると、プリント基板４上の導体パターンに不図示の導電ゴム部が接触して、スイッチ切り換えを行う。また、利用者による操作ノブ１の操作力が作用しなくなると、ゴムの反発力によって、スイッチ押圧部１ａを前側へ押し戻す。なお、ゴムスイッチに限らず、金属接点を利用した押圧スイッチや、マイクロスイッチ等、他の形態のスイッチを用いてもよい。

なお、本実施形態では、操作ノブ１と導光体２とを別々に構成した例を示しているが、導光体自体に操作ノブの機能を持たせて、操作ノブと導光体とを１部品で構成してもよい。

次に、導光体２の受光部２ｂに設けられた凹部２ｃについて、より詳しく説明する。
図４は、導光体２の受光部２ｂ付近を拡大して示した斜視図である。
図５は、導光体２の受光部２ｂを後側から見た図である。
図４及び図５に示すように、凹部２ｃには、複数の溝部２ｆが形成されている。この溝部２ｆは、照明光をより多くの方向へ拡散させて、均一な照明を可能として、見る方向によって照明の明るさが異なって見えることを防止するために設けている。
本実施形態では、溝部２ｆは、凹部２ｃの底部中央２ｅから凹部２ｃの周縁部に向かって放射状に延在して８本が形成されている。また、溝部２ｆは、底部中央２ｅを中心にして等角度間隔に配置されている。

なお、溝部２ｆの本数は、適宜増減してもよいが、底部中央２ｅから溝部が２本のみ設けられ、かつ、それぞれが反対方向に延在する形態（後面から見ると２本の溝部が一直線に繋がる形態）では、溝部による照明光の拡散が不十分となる。したがって、溝部は、少なくとも３本形成することが望ましい。また、溝部は、光源側（後面）から見た形状が底部中央を中心にして回転対称となるように配置されていることが、均一な照明光を得るために望ましい。

図６は、図５中に矢印Ｂ−Ｂで示した位置で導光体２を切断した断面図である。
図６に示すように、本実施形態の凹部２ｃは、略円錐形状に形成されており、この円錐形状面に、さらに、溝部２ｆが形成されている。
なお、凹部の基本形状は、円錐内面形状に限らず、例えば、半球形状にしたり、多角錐形状としたりしてもよい。

図７は、図６中に矢印Ｃ−Ｃで示した位置で導光体２を切断した断面図である。
図７に示すように、溝部２ｆは、溝部２ｆの延在方向に直交する方向の断面形状が、Ｖ字形状に形成されている。
また、溝部２ｆの溝底部、及び、溝部２ｆと凹部２ｃの円錐形状面との境界部分は、隅及び角が丸めて形成されている。この丸め形状によって、照明光がぎらついて観察されることを防止している。

さらに、図４から図７に示されているように、溝部２ｆの幅は、凹部２ｃの周縁部から底部中央２ｅに近づくにしたがい、徐々に狭くなるように形成されている。したがって、凹部２ｃ内における溝部２ｆが占める割合が凹部２ｃの周縁部から底部中央２ｅ付近まで、どの位置においても略等しくなり、溝部２ｆが照明光に与える拡散効果の割合を、凹部２ｃ内で均一にできる。

上述した溝部２ｆは、導光体２を作成するときに、金型を用いて簡単に成形することができる。本実施形態の溝部２ｆのような構成とせずに、例えば、シボを凹部に設けようとすると、金型をサンドブラスト等を用いてシボ加工する必要があり、製造コストが高くなり、製造工程も増えてしまう。また、シボによる光の拡散は、シボの転写ムラによって、均一に光を拡散できない場合がある。したがって、本実施形態の溝部２ｆの形態は、照明品質、及び、製造工程上も非常に有利な形態である。

本実施形態では、溝部２ｆを凹部２ｃに設けたことにより、凹部のみが設けられている従来の導光装置と比較して、導光体２の前端部２ａを見る方向が変わったときの照明の明るさの変化を抑えることができ、より均一な照明が可能となっている。以下、この溝部２ｆの効果について、測定結果を用いて説明する。

凹部２ｃに溝部２ｆを設けた本実施形態の導光体２と、比較用に溝部２ｆを設けずに凹部のみとした導光体とを用意し、それぞれについて、前端部２ａの輝度を、多数の測定方向から測定した。
図８は、測定結果をまとめた表である。
図８中の凡例にあるように、測定方向は、正面（中心）と、左３０°方向、左４０°方向、左５０°方向と、上３０°方向、上４０°方向、上５０°方向とを測定し、さらに、左と上とを組み合わせた斜め方向である、左３０°−上３０°、左４０°−上４０°、左５０°−上５０°の合計９方向とした。
図８中の中段に示した測定結果は、正面（中心）の輝度値を基準（１００）としたときの各位置における輝度の割合を示している。したがって、これらの割合が高い方が、正面との輝度差が少ないことを意味しており、見る角度による輝度ムラが小さいといえる。
図８中の下段には、中段の結果をさらに分かりやすくするために、凹部のみの場合を基準として、本実施形態の導光体２の輝度が増加した割合を示した。

図８の結果から明らかなように、本実施形態では、凹部２ｃにさらに溝部２ｆを設けたことにより、正面と各方向との輝度差を縮めることができている。これは、凹部２ｃによる光の拡散だけでは、十分に拡散しきれていなかった照明光を、溝部２ｆの形状によってより多くの方向へ拡散させることができているからである。

以上説明したように、本実施形態によれば、導光体２の受光部２ｂに設けられた凹部２ｃの内壁面に、さらに溝部２ｆを複数本形成した。これにより、拡散する光が多くなり、前端部２ａから出射する照明光の進む方向も、より多くの方向に分散される。よって、均一にキートップが照明され、見る方向が変化しても、明るさの変化の少ない照明を実現できる。
よって、車両にこのスイッチ装置１００が搭載された場合には、ドライバーの正面にスイッチ装置１００を配置していなくても、ドライバーの位置から照明の点灯を容易に認識できる。また、ドライバーの方向へ確実に照明光を届けることができるので、光源を必要以上に高輝度にする必要がなくなる。よって、本実施形態の導光装置１０では、ドライバーの位置ではなく、例えば後部座席等からスイッチ装置１００を正面から見たときに、眩しすぎるということも防止できる。

１ 操作ノブ
１ａ スイッチ押圧部
１ｂ 装着部
１ｃ 係止孔
１ｄ 操作部
１ｅ 開口部
２ 導光体
２ａ 前端部
２ｂ 受光部
２ｃ 凹部
２ｄ 係止爪
２ｅ 底部中央
２ｆ 溝部
３ ベース
３ａ ガイド部
４ プリント基板
５ ＬＥＤ
６ ゴムスイッチ
１０ 導光装置
１００ スイッチ装置

Claims (4)

1. 光源と、
   目視可能な位置に設けられた前端部と、前記前端部の反対側に位置する後端部と、前記後端部に設けられ、前記光源からの光を受け入れる受光部とを備えた導光体と、
   を備え、
   前記受光部には、前記前端部側へ向けて窪んだ円錐形状の凹部が形成されており、
   前記凹部の円錐形状面には、前記凹部の底部中央から前記凹部の周縁部に向かって放射状に延在する複数の溝部が形成され、
   前記溝部の溝底部、及び、前記溝部と前記凹部の円錐形状面との境界部分が、丸めて形成されていること、
   を特徴とする導光装置。
2. 請求項１に記載の導光装置において、
   前記溝部は、前記底部中央を中心にして等角度間隔に配置されていること、
   を特徴とする導光装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の導光装置において、
   前記溝部は、前記溝部の延在方向に直交する方向の断面形状が、Ｖ字形状に形成されていること、
   を特徴とする導光装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の導光装置において、
   複数の前記溝部は、少なくとも３本形成されており、前記光源側から見た形状が前記底部中央を中心にして回転対称となるように配置されていること、
   を特徴とする導光装置。

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