(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性材料からなる成形品であって、光源が配置される空洞を有する入光部と、この入光部の一側部に連続する円環状の出光部とを備え、この出光部の前面を照光領域の背面に対向させると共に、前記光源から前記入光部の他側部へ向かう光を該他側部で反射させるように構成した環状導光体であって、
前記入光部の前記他側部の外壁面に板厚方向に沿って延びる外向き突条部を複数条形成し、
前記外向き突条部は、前記入光部と前記出光部の中心を通る線対称軸に近い側の内表面が該線対称軸から遠い側の内表面よりも広く形成されていることを特徴とする環状導光体。
【請求項２】
請求項１の記載において、前記空洞が前記入光部を板厚方向に貫通する貫通孔であることを特徴とする環状導光体。
【請求項３】
請求項１または２の記載において、前記空洞を画成している前記入光部の内壁面の一部に、前記光源からの光を屈折させて前記出光部へ向かわせるための凸レンズ形状の集光レンズ部を形成したことを特徴とする環状導光体。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項の記載において、前記入光部の内壁面で前記他側部と対向する領域に板厚方向に沿って延びる内向き突条部を複数条形成し、前記光源からの光を該内向き突条部で屈折させて前記他側部の所定方向へ向かわせるようにしたことを特徴とする環状導光体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照光領域が円周方向に沿って設けられている回転操作型電気部品の銘板等の背面側に配置され、光源の光を導いて該照光領域を照光するために使用される環状導光体に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載用のエアコンシステムやオーディオシステム等に適用される回転操作型電気部品においては、搭乗者によって回転操作される回転つまみの回転操作位置が暗所においても視認できるようにするため、円周方向に沿って表示部が設けられた円環薄板状の銘板を回転つまみの周囲に配置すると共に、この銘板の背面側に環状導光体を配置し、ランプ等の光源の光が環状導光体を介して銘板の表示部に照射されるようにした照光機構が広く採用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図５は回転操作型電気部品に適用された従来の照光機構を示す断面図、図６は該照光機構の平面図であり、これらの図に示す回転操作型電気部品１には、搭乗者によって回転操作される回転つまみ２と、この回転つまみ２に連動して回転駆動されるロータリエンコーダ（ただし回動軸６のみ図示）と、回転つまみ２の周囲に配置された円環薄板状の銘板３と、この銘板３の背面の内周部および外周部を接着固定しているホルダ４と、このホルダ４に保持された環状導光体５と、この環状導光体５の一側面５ｃに隣接して配置されたランプ等の光源７と、前記ロータリエンコーダや光源７等が実装された回路基板８とが具備されている。銘板３には照光領域となる表示部３ａが円周方向に沿って設けられており、環状導光体５は銘板３の表示部３ａの背面と対向している。
【０００４】
この環状導光体５はアクリル樹脂等の光透過性に富む材料からなる成形品であり、小径な内側リング部５ａと大径な外側リング部５ｂとを適宜箇所で連結した形状に成形されている。環状導光体５は一側面５ｃに入射された光源７の光を各リング部５ａ，５ｂへ導いて前方へ出射させるというものであり、内側リング部５ａの前面から出射される照明光によって回転つまみ２の位置マーク２ａを照光させ、かつ、外側リング部５ｂの前面から出射される照明光によって銘板３の表示部３ａを照光させるようになっている。なお、内側リング部５ａと外側リング部５ｂとの間の隙間をなくして幅広な円環状に形成したものも知られている。
【０００５】
回転つまみ２は位置マーク２ａの存する箇所だけが照光領域となっており、また、この回転つまみ２には照光時の光漏れを防止するためのフランジ部２ｂが突設されている。銘板３は光透過性の樹脂板の前面に表示部３ａを除いて遮光性塗料を塗布し、かつ、該樹脂板の背面全体に有色の調色シートを貼着したものであり、環状導光体５によって表示部３ａが調色シートに応じた所望の色で照光されるようになっている。この表示部３ａは回転つまみ２の回転位置の指標となる図柄や文字等が円周方向に沿って表示されている照光領域であり、位置マーク２ａが表示部３ａのどこを指し示しているかを目視することにより、搭乗者が回転つまみ２の回転操作位置を視認できるようになっている。ホルダ４は樹脂成形品であり、図示せぬ下ケースと一体化される上ケースを兼ねており、その小径円環部４ａと大径円環部４ｂの各前端面が銘板３を接着固定している。回路基板８は前記下ケースに取り付けられており、この回路基板８や下ケースに設けられた図示せぬコネクタ部を介して、回転操作型電気部品１が外部回路と電気的に接続されるようになっている。
【０００６】
このように構成された回転操作型電気部品１は、車室内の前面パネル１０に形成された円形の開口部１１内に銘板３の表示部３ａや回転つまみ２を露出させた状態で組み込まれ、回転つまみ２が開口部１１から前方へ突出した状態に設定される。そして、搭乗者が回転つまみ２を回転操作する際には、位置マーク２ａと表示部３ａとの相対位置を目視することによって回転操作位置が確認でき、夜間等の暗所においても位置マーク２ａと表示部３ａは背面側からの照明光で容易に目視できるため、搭乗者は回転つまみ２を支障なく回転操作することができる。
【特許文献１】特開２００４−２２７８５５号公報（第２−３頁、図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述した従来既知の環状導光体５は、その一側面５ｃにランプ等の光源７の光を入射させて前方の照光領域（位置マーク２ａや表示部３ａ）へ導くというものなので、該側面５ｃに入射されない光源７の光を利用することができず、照明効率が悪いという問題があった。すなわち、光源７の光は四方へ出射されるので、その出射光のうち環状導光体５の存しない方向へ出射された光（例えば図５の右方向へ出射された光）は全て無駄になってしまう。また、環状導光体５の一側面５ｃに入射された光も全てが照明光として利用できるわけではなく、環状導光体５の外壁面等から不所望方向へ出射されてしまう漏光が少なからずあるので、結局、照光領域の照明光として利用できるのは光源７の光のごく一部ということになり、照光領域の輝度不足や光源７の消費電力増大を引き起こしていた。
【０００８】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、光源の光を有効利用できる照明効率の高い環状導光体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、本発明の環状導光体は、光透過性材料からなる成形品であって、光源が配置される空洞を有する入光部と、この入光部の一側部に連続する円環状の出光部とを備え、この出光部の前面を照光領域の背面に対向させると共に、前記光源から前記入光部の他側部へ向かう光を該他側部で反射させるように構成した環状導光体であって、前記入光部の前記他側部の外壁面に板厚方向に沿って延びる外向き突条部を複数条形成し、前記外向き突条部は、前記入光部と前記出光部の中心を通る線対称軸に近い側の内表面が該線対称軸から遠い側の内表面よりも広く形成されているよう構成した。
【００１０】
このように構成された環状導光体は、入光部の空洞内に光源が配置されるため、光源から四方へ出射された光は必ず該入光部へ入射されることになる。それゆえ、光源から出光部の存する側へ向かって出射された光を照明光として利用できるだけでなく、出光部の存しない側へ向かって出射された光も入光部で反射や屈折させることにより照明光として利用できるようになり、照明効率を大幅に高めることが可能となる。
また、上記の構成では、入光部の他側部（出光部側とは逆側の側部）の外壁面に板厚方向に沿って延びる外向き突条部を複数条形成してあるため、出光部の存しない方向へ出射された光源の光を照明光として利用しやすくなるので、照明効率を一層高めることができる。さらに、外向き突条部は、入光部と出光部の中心を通る線対称軸に近い側の内表面が該線対称軸から遠い側の内表面よりも広く形成されているため、光源のある方向へ戻る光の量が少なくなり、出光部へ向かう光の量が多くなるので、照明効率をさらに一層高めることができる。
【００１１】
上記の構成において、光源が配置される空洞が入光部を板厚方向に貫通する貫通孔であると、ランプ等の光源が発生する熱を効果的に逃がすことができるため、空洞内の温度が過度に上昇する虞がなくなって好ましい。なお、ランプから周方向へ出射する光の量に比べてランプから天頂方向へ出射する光の量は少ないので、ランプの天頂方向が空洞の開口端となっていても光源から入光部への入射光量にはほとんど影響しない。
【００１２】
また、上記の構成において、空洞を画成している入光部の内壁面の一部に、光源からの光を屈折させて出光部へ向かわせるための凸レンズ形状の集光レンズ部が形成されていると、光源から集光レンズ部へ入射した光の多くを照明光として利用できるようになるため、照明効率を一層高めることができる。
【００１４】
また、上記の構成において、空洞を画成している入光部の内壁面で他側部側（出光部側とは逆側）の領域に板厚方向に沿って延びる内向き突条部を複数条形成し、光源からの光を該内向き突条部で屈折させて該他側部の所定方向へ向かわせるようにしてあると、出光部へ導くことの困難な不所望方向へ向かって光源から該内向き突条部へ入射してくる光を屈折させて進路変更させることができるため、照明効率のさらなる向上が図れる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の環状導光体は、入光部の空洞内に光源を配置させるので、光源から出光部の存しない側へ向かって出射された光を入光部の外壁面から漏出させずに照明光として利用することが可能となり、光源の光を有効利用できて照明効率を大幅に高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
発明の実施の形態を図面を参照して説明すると、図１は実施形態例に係る環状導光体の斜視図、図２は該環状導光体を別方向から見た斜視図、図３は該環状導光体の断面図、図４は該環状導光体の入光部を示す要部平面図である。
【００１７】
これらの図に示す環状導光体１５はアクリル樹脂等の光透過性に富む材料からなる成形品であって、入光部１６ａと出光部１６ｂが一体化された環状体１６の複数箇所にＬ字状の取付脚１７を突設した形状に成形されている。環状体１６には円形の軸挿通孔１８が形成されており、この軸挿通孔１８の周囲の円環状部分が出光部１６ｂに相当し、出光部１６ｂから側方へ膨出する幅広肉厚部分が入光部１６ａに相当する。つまり、出光部１６ｂは入光部１６ａの一側部に連続して形成されており、この入光部１６ａに設けられた空洞１９内に回路基板８上の光源（ランプ）７を配置することによって、出光部１６ｂの前面１６ｃから照明光が出射されるようになっている。
【００１８】
環状導光体１５の入光部１６ａについて詳しく説明すると、空洞１９は入光部１６ａを板厚方向に貫通した貫通孔であり、空洞１９内に配置された光源７の天頂方向は開口端となっている。この空洞１９を画成している入光部１６ａの内壁面には、出光部１６ｂの存する側に凸レンズ形状の集光レンズ部２０が２箇所に形成されている。これら集光レンズ部２０は光源７と出光部１６ｂとの間に位置しており、光源７の光が集光レンズ部２０に入射されると屈折して出光部１６ｂへ向かうように該レンズ部２０の形状が設計されている。また、入光部１６ａの内壁面のうち、出光部１６ｂの存する側とは逆側（反出光部側と称する）の領域には、入光部１６ａの板厚方向に沿って延びる内向き突条部２１が複数条形成されている。これら内向き突条部２１は、光源７の光を屈折させて反出光部側の所定方向へ向かわせるためのものである。さらに、入光部１６ａの反出光部側の外壁面には、内向き突条部２１と同様に板厚方向に沿って延びる外向き突条部２２が複数条形成されている。これらの外向き突条部２２は、その内表面２２ａで光源７の光を反射させて出光部１６ｂへ向かわせるためのものである。
【００１９】
図４には光源７から出射された光の進路が矢印で示してあり、光源７から集光レンズ部２０に入射された光束はほぼ平行光線となって出光部１６ｂへ向かって進む。一方、光源７から反出光部側へ出射された光は内向き突条部２１を通過する際に屈折するため、環状導光体１５の入光部１６ａと出光部１６ｂの中心を通る線対称軸Ｌから離れる向きに進路を変更して外向き突条部２２に到達する。したがって、光源７から内向き突条部２１を通過して線対称軸Ｌの近傍の外向き突条部２２に向かう光の量は少なくなる。これは、線対称軸Ｌの近傍では外向き突条部２２の内表面で反射させた光を出光部１６ｂへ向かわせることが容易でないという事情を考慮したものであり、線対称軸Ｌ近傍の外向き突条部２２へ向かって光源７から内向き突条部２１へ入射してくる光を、この内向き突条部２１で屈折させて不所望方向とは異なる向きに進路変更させている。
【００２０】
光源７から出射されて内向き突条部２１を通過した光が外向き突条部２２に到達すると、その光は外向き突条部２２の線対称軸Ｌ側の内表面２２ａで反射されて、図４の矢印で示すように出光部１６ｂへ向かって進む。略三角柱の突起として形成されている各外向き突条部２２は入光部１６ａの板厚方向に沿って帯状に延びる一対の内表面２２ａ，２２ｂを有するが、図４に示すように、この環状導光体１５では、線対称軸Ｌに近い側の内表面２２ａが線対称軸Ｌから遠い側の他の内表面２２ｂよりも広く形成されている。これは、線対称軸Ｌに近い側の内表面２２ａが光源７および出光部１６ｂと斜向きに対向しており、光源７の光を出光部１６ｂへ向けて反射させる面として好適なためである。
【００２１】
また、図３の断面図から明らかなように、この環状導光体１５の出光部１６ｂは入光部１６ａから離れるほど板厚が薄く形成されている。すなわち、出光部１６ｂは、光出射面となる前面１６ｃは平坦面であるが、背面側は傾斜面１６ｄとなっており、図３において右方から出光部１６ｄ内へ入射される光源７の光が傾斜面１６ｄに到達すると反射されて、出光部１６ｂ内を左斜め上方へと進む。これにより、出光部１６ｂ内では入光部１６ａから遠い場所ほど傾斜面１６ｄでの反射光が届きやすくなるため、出光部１６ｂの円環状の前面１６ｃから出射される照明光の輝度を全周に亘ってほぼ均一に設定することが可能となる。なお、傾斜面１６ｄにセレーションを設けておけば、かかる照明光の輝度むらを防止する効果が一層高まる。
【００２２】
上述した環状導光体１５は、回転操作型電気部品の図示せぬ銘板の背面側に出光部１６ｂを配置させると共に、回路基板８上の光源７を空洞１９内に配置させた状態で組み込まれるため、銘板の照光領域である表示部を出光部１６ｂの前面１６ｃから出射される照明光によって照光させることができる。従来例において説明したように、この銘板は図示せぬ回転つまみの周囲に配置されており、銘板の円周方向に沿って設けられた表示部と回転つまみに設けられた位置マークとの相対位置を見ることによって、回転つまみの回転操作位置が視認できるようになっている。また、この回転つまみが取り付けられた図示せぬ回動軸が環状導光体１５の軸挿通孔１８に遊挿され、この回動軸を回転つまみを介して回転操作することにより、回路基板８上の図示せぬロータリエンコーダが回転駆動されるようになっている。なお、回転つまみの照光領域である位置マークは、出光部１６ｂの内周面からの漏光によって照光させることができる。
【００２３】
このように本実施形態例に係る環状導光体１５では、入光部１６ａの空洞１９内に光源７が配置されるため、光源７から四方へ出射された光は必ず入光部１６ａへ入射されることになる。それゆえ、光源７から出光部１６ｂの存する側へ向かって出射された光を照明光として利用できるだけでなく、出光部１６ｂの存しない側へ向かって出射された光も入光部１６ａで反射や屈折させることにより照明光として利用することができ、光源７の光を有効利用できるようになっている。しかも、この環状導光体１５の入光部１６ａには集光レンズ部２０や内向き突条部２１や外向き突条部２２等が形成されているので、照明効率が極めて良好となり、照光領域の輝度不足を解消できて光源７の消費電力も抑制できる。
【００２４】
すなわち、空洞１９を画成している入光部１６ａの内壁面の一部に、光源７からの光を屈折させて出光部１６ｂへ向かわせるための凸レンズ形状の集光レンズ部２０が形成されていると、光源７から集光レンズ部２０へ入射した光の多くを照明光として利用できるようになる。また、入光部１６ａの該内壁面のうち反出光部側の領域に複数条の内向き突条部２１を形成し、光源７から不所望方向へ向かって出射された光が内向き突条部２１を通過することで進路変更されるようにしてあると、出光部１６ｂへ導くことが困難で無駄になる光を低減することができる。さらに、入光部１６ａの反出光部側の外壁面に複数条の外向き突条部２２を形成し、光源７からの光を外向き突条部２２の内表面２２ａで反射させて出光部１６ｂへ向かわせるようにしてあると、出光部１６ｂの存しない方向へ出射された光源７の光を照明光として利用しやすくなる。
【００２５】
ここで、集光レンズ部２０や内向き突条部２１や外向き突条部２２等を付設することによって、入光部１６ａから出光部１６ｂへ向かう光量がどの程度変化するのかを測定した比較結果を示す。入光部１６ａに集光レンズ部２０と内向き突条部２１および外向き突条部２２が設けられていない場合に出光部１６ｂへ向かう光量を１．００（基準値）とすると、集光レンズ部２０のみを付設した場合には光量が１．８０となり、外向き突条部２２のみを付設した場合には光量が１．４７となり、内向き突条部２１および外向き突条部２２を付設した場合には光量が１．５０となり、集光レンズ部２０および外向き突条部２２を付設した場合には光量が２．３２となり、本実施形態例のように集光レンズ部２０と内向き突条部２１および外向き突条部２２を付設した場合には光量が２．３４になることが確認された。
【００２６】
また、本実施形態例に係る環状導光体１５では、光源７が配置される空洞１９が入光部１６ａを板厚方向に貫通しているので、この光源７が発生する熱を効果的に逃がすことができる。そのため、空洞１９内の温度が過度に上昇する虞がなく、光源７の発熱に起因する回路の損傷が未然に防止されている。なお、光源７であるランプは天頂方向へはほとんど光を出射しないので、光源７の天頂方向が空洞１９の開口端となっていても、光源７から入光部１６ａへの入射光量にはほとんど影響しない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態例に係る環状導光体の斜視図である。
【図２】該環状導光体を別方向から見た斜視図である。
【図３】該環状導光体の断面図である。
【図４】該環状導光体の入光部を示す要部平面図である。
【図５】従来の照光機構を示す断面図である。
【図６】該照光機構の平面図である。
【符号の説明】
【００２８】
３  銘板
７  光源（ランプ）
８  回路基板
１５  環状導光体
１６ａ  入光部
１６ｂ  出光部
１６ｃ  前面（光出射面）
１７  取付脚
１８  軸挿通孔
１９  空洞
２０  集光レンズ部
２１  内向き突条部
２２  外向き突条部
２２ａ  内表面
【図１】
0004585390.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0004585390.tif 000006
【図６】
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