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発明の名称 信号表示灯
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−76504(P2001−76504A)
公開日 平成13年3月23日(2001.3.23)
出願番号 特願平11−250019
出願日 平成11年9月3日(1999.9.3)
代理人 【識別番号】100097445
【弁理士】
【氏名又は名称】岩橋 文雄 (外2名)
【テーマコード(参考)】
3K080
5F041
【Fターム(参考)】
3K080 AA14 AB01 AB17 BA04 BA07 BD04 BD05 BE01 BE07 CA08 
5F041 DB01 DC07 DC22 DC77 EE23 FF16
発明者 古野 健一
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 電源に接続するコードを備えたベースハウジングと、前記ベースハウジングから立ち上げた支柱と、前記支柱周りに固定され前記コードに導通する配線パターンを形成した基板と、前記配線パターンに導通させて前記基板の上に実装した発光ダイオードと、前記基板周りに配置される光透過性のグローブと、前記グローブの上端に配置され前記支柱の上端に固定されるトップカバーとを備え、前記支柱の表面を光反射面とし、前記発光ダイオードの発光方向を前記支柱側に指向させたことを特徴とする信号表示灯。
【請求項2】 前記基板は、前記グローブによって区画される横断面の全域を占める大きさとしたことを特徴とする請求項1記載の信号表示灯。
【請求項3】 前記支柱を板状材とするとともに幅方向の1片に前記基板を差し込んでその上下面を拘束する開口幅の受け用切欠を切開し、前記基板には前記板状材の支柱に外挿されその板厚方向の両面を拘束する差し込み用切欠を切開し、前記受け用切欠及び差し込み用切欠によって前記基板を前記支柱に拘束固定したことを特徴とする請求項1または2記載の信号表示灯。
【請求項4】 前記支柱を少なくとも2本の円柱状のロッドの軸線方向の配列組合せとし、前記基板を前記ロッドどうしの間に配置して一体に固定したことを特徴とする請求項1または2記載の信号表示灯。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば工場等において各種機械類の作動状況等を知らせるための信号表示灯に係り、特に簡単な構造で良好な発光表示が得られるようにした発光ダイオードを用いた信号表示灯に関する。
【0002】
【従来の技術】工場等に設置されている各種機械類の作動状況やメンテナンス時期の到来等を周囲の作業者等に知らせるため、従来から様々な表示灯が使用されている。このような表示灯の中で、たとえば特公平7−40444号公報に記載されているように、発光ダイオード(以下、「LED」と記す)を用いたものがある。
【0003】この公報に記載の信号表示灯は、旧来のものと同様に機械の作動状況を赤色,黄色,緑色の三種の色で識別するようにしたもので、光源として高輝度のLEDを利用したものである。そして、たとえば上から下に赤色,黄色,緑色の順に発光領域を分けるために3個のブロックを備え、これらのブロックにプリント配線基板を組み込むとともにこのプリント配線基板に各発光色のLEDを実装した構成となっている。ブロックはプリント配線基板の支持部材であり、表示灯自身を構成する幹ともなり、その外周に色分けしたカバーを被せることで表示灯が構成される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ブロックを単位としてそれぞれの色のLEDをプリント配線基板とともに組み込む一つの理由は、用途に応じて赤,黄,緑の発光位置の組合せを変えるためである。すなわち、一般的には機械の作動にトラブルが発生したことを知らせる赤色のブロックを上段に配置したものが多いが、機械の設置状況や作業者が機械の傍まで近づけないようなときに、赤色のブロックを下段に配置したほうが確認しやすい場合もある。したがって、ブロック単位の発光色の組合せができるようにすることで、現場や作業環境に応じた表示が可能となる。また、赤,黄,緑の3個のブロックでなくこれよりも多い組合せとすることで、表示機能を増やすことにも対応できる。
【0005】ところが、LEDを実装したプリント配線基板の周りにブロックを配置してLEDをこのブロックの周面から外に臨む配置とするので、プリント配線基板とブロックの位置決めや組立てが煩雑になりやすい。また、LEDはその発光方向をカバーに向けた姿勢として配置されているので、LEDに近い部分と離れた部分とではカバーの明るさに差が生じる。すなわち、LEDの近い部分の輝度が高くていわゆる目玉状の光源のようになり、各色の発光を担うカバーの全体を一様に発光させることは難しく、表示機能を低下させる原因となる。また、ブロックの表面を反射面として発光の一様化を図ろうとしても、ブロックの表面はLEDの発光方向の背部側に位置しているので、十分な反射は得られずカバー全体に対して発光輝度を一様化することはできない。
【0006】このように、従来のLEDを用いた表示灯では、LEDを実装したプリント配線基板を支持するブロックを各色の発光域の仕切りとして兼用できるものの、組立てや分解作業が煩わしい面がある。また、LEDに近い部分のカバーが目玉状の発光となり、カバー全体からの一様な発光が得られないので、表示機能にも影響を及ぼす。
【0007】本発明は、LEDを光源として用いる表示灯において、組立て及び分解が簡単でしかも各色毎に一様な発光表示が得られるようにすることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の信号表示灯は、電源に接続するコードを備えたベースハウジングと、前記ベースハウジングから立ち上げた支柱と、前記支柱周りに固定され前記コードに導通する配線パターンを形成した基板と、前記配線パターンに導通させて前記基板の上に実装した発光ダイオードと、前記基板周りに配置される光透過性のグローブと、前記グローブの上端に配置され前記支柱の上端に固定されるトップカバーとを備え、前記支柱の表面を光反射面とし、前記発光ダイオードの発光方向を前記支柱側に指向させたことを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】請求項1に記載の発明は、電源に接続するコードを備えたベースハウジングと、前記ベースハウジングから立ち上げた支柱と、前記支柱周りに固定され前記コードに導通する配線パターンを形成した基板と、前記配線パターンに導通させて前記基板の上に実装した発光ダイオードと、前記基板周りに配置される光透過性のグローブと、前記グローブの上端に配置され前記支柱の上端に固定されるトップカバーとを備え、前記支柱の表面を光反射面とし、前記発光ダイオードの発光方向を前記支柱側に指向させたことを特徴とする信号表示灯であり、表示灯の外郭材を一体化する部材であって基板も取り付けるための支柱を発光ダイオードからの光の反射面として兼用するので、専用の反射部材を備えることなくグローブから一様な輝度の発光表示が得られるという作用を有する。
【0010】請求項2に記載の発明は、前記基板は、前記グローブによって区画される横断面の全域を占める大きさとしたことを特徴とする請求項1記載の信号表示灯であり、複数の基板を間隔を開けて支柱に取り付けて複数の表示空間とするとき、基板がこれらの表示空間の仕切りを兼ねることができ、部品点数を削減するという作用を有する。
【0011】請求項3に記載の発明は、前記支柱を板状材とするとともに幅方向の1片に前記基板を差し込んでその上下面を拘束する開口幅の受け用切欠を切開し、前記基板には前記板状材の支柱に外挿されその板厚方向の両面を拘束する差し込み用切欠を切開し、前記受け用切欠及び差し込み用切欠によって前記基板を前記支柱に拘束固定したことを特徴とする請求項1または2記載の信号表示灯であり、ビス等の締結部材等を用いることなく基板と支柱自身だけでこれらの部材を一体化でき組立てを容易にするという作用を有する。
【0012】請求項4に記載の発明は、前記支柱を少なくとも2本の円柱状のロッドの軸線方向の配列組合せとし、前記基板を前記ロッドどうしの間に配置して一体に固定したことを特徴とする請求項1または2記載の信号表示灯であり、支柱の表面が円弧面となっているので発光ダイオードからの光をグローブ側に向けて均等に分散させて反射でき、グローブからの発光表示をより一層均一にするという作用を有する。
【0013】以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
【0014】図1は本発明のLEDを用いた信号表示灯の外観を示す概略斜視図である。
【0015】図1において、信号表示灯は工場の作業床や設置された機械の上に立てるポスト1の上端にベースハウジング2を連結し、このベースハウジング2の上に赤,黄,緑の発光域に区分けした表示部Lを配置したものである。そして、表示部Lの上端にはトップカバー3を配置し、このトップカバー3とベースハウジング2との間で表示部Lを拘束して固定するとともに、ベースハウジング2の下端に取り付けた金属板の基台2aにポスト1の上端が連結されている。ベースハウジング2とトップカバー3との間の表示部Lには、上から下に赤,黄,緑の着色部4a,4b,4cとした光透過性の合成樹脂を利用したグローブ4が組み込まれている。
【0016】図2は表示部Lに組み込む発光部の概要をベースハウジング2とともに示す分解斜視図である。
【0017】ベースハウジング2の基台2aには金属製の支柱5を立ち上げ、この支柱5に仕切り板を兼ねる3枚の基板6,7,8を取り付ける(後述の図4参照)。支柱5はその表面をクロムメッキ等によって光沢を持たせて光反射面としたもので、基台2aの中心から垂直に立ち上げてビス2bによって固定されている。支柱5の上端にはトップカバー3の下面を受ける受け座5aをほぼ水平姿勢として設け、この受け座5aに雌ねじ孔5bを開けている。そして、支柱5の幅方向の縁には、着色部4a,4b,4cの境目部分に対応する3個所に水平方向に切開した受け用切欠5cを設ける。
【0018】基板6,7,8はいずれも絶縁性のエポキシ樹脂等を素材とした円板状であり、ほぼ中心位置から半径方向に差し込み用切欠6a,7a,8aを切開している。これらの差し込み用切欠6a,7a,8aの切開幅は支柱5の板厚より僅かに大きく、支柱5に設ける受け用切欠5cの切開幅は基板6,7,8の板厚より僅かに大きい。このような関係により、たとえば図2において基板6の差し込み用切欠6aを矢印方向に支柱5の受け用切欠5cに差し込むと、図3に示すように基板6の上下面が受け用切欠5cによって拘束される。そして、同時に、差し込み用切欠6aが支柱5の板厚方向の両面を拘束するので、支柱5に対して基板6は上下方向及び水平方向を支持される。したがって、支柱5に対して基板6を固定するためのビス等の部材は一切不要であり、部品点数及び組立て工数がそれぞれ削減される。なお、上段配置の2枚の基板7,8の組立てについても同様である。
【0019】基板6,7,8はそれぞれプリント配線による配線パターン6b,7b,8bを形成するとともに、ベースハウジング2の底面に接続された電源コード2cからのリード線2dによって配線パターン6b,7b,8bがそれぞれ独立して導通している。そして、配線パターン6b,7b,8bには、それぞれ緑,黄,赤の発光色のLED9,10,11を導通させて固定している。
【0020】図4は支柱5を含めて示す表示部Lの概略縦断面図、図5は基板6上のLED9と支柱5との位置関係を示す要部の横断面図である。
【0021】図4に示すように、支柱5の上端の受け座5aの上面にトップカバー3を載せるとともに、上から貫通させたビス3aを受け座5aの雌ねじ孔5bにねじ込んでトップカバー3を支柱5に固定している。そして、このトップカバー3とベースハウジング2の基台2aとの間に挟まれた状態としてグローブ4が固定されている。
【0022】LED9は図5に示すように基板6の中心周りに合計8個配置されたもので、発光素子をエポキシ樹脂によって封止した砲弾型のパッケージ9aと、発光素子を配線パターン6bに導通させるためのリードフレーム9bとから構成されている。そして、全てのLED9はそのパッケージ9aの先端を基板6の中心側を向く姿勢として配置され、パッケージ9aに封止された発光素子の発光方向に含まれた部分に支柱5が位置する関係となる。また、グローブ4の着色部4cの高さ方向の全体の光量分布が一様となるように、8個のLED9は図2に示すように高さ違いとなる関係とする。
【0023】基板7,8にそれぞれ実装する黄,赤のLED10,11の支柱5に対する位置関係は高さ違いの配列も全く同様である。
【0024】以上の構成において、支柱の受け用切欠5cに基板6〜8のそれぞれの差し込み用切欠6a〜8aを係合させることによって、3枚の基板6〜8を支柱に固定でき、ビス等による組立て固定等の工程は不要である。そして、基板6〜8はLED9〜11の実装用の部材としてだけでなく、各LED9〜11の発光色の混色を無くす仕切り板としても兼用できる。すなわち、図4から明らかなように、基板7,8によって発光色の異なるLED9,10,11が占める空間を互いに区切るので、同時に2色の発光があっても混色することがない。また、下段配置の基板6もLED9からの発光がベースハウジング2側に漏れるのを防止する。
【0025】更に、全てのLED9,10,11はその発光方向を表示部Lの断面中心側に向けているので、LED9,10,11に近いグローブ4の着色部4a,4b,4cが部分的に高輝度となることはない。そして、LED9,10,11の光はそれぞれの発光方向の中に含まれている支柱5の表面で反射され、その反射光が着色部4a,4b,4cから放出される。すなわち、各LED9,10,11のそれぞれは点光源であるのに対して、支柱5の反射光による間接照明に似た発光形態となり、着色部4a,4b,4cの全体から輝度むらのない発光表示が得られる。
【0026】このように、表示部を組み立てるための支柱5を反射面に兼用できるので、反射のための部材を別に組み込む必要がなく、支柱5と基板6,7,8とのみによる簡単な構造で良好な発光表示をすることができる。
【0027】図6は支柱の別の構成例であって、基板とともに示す分解斜視図である。
【0028】この例は、支柱の円柱状のロッド12を3本組み合わせ、これらのロッド12の間に基板13を挟み込んで固定する構成としたものである(図中か下段の基板13のみを図示)。3本のロッド12は共通部品であり、それぞれ上端には雌ねじ孔12aを設けるとともに下端にはこの雌ねじ孔12aのねじに合わせて形成したボルト12bを備えている。また、基板13は先の例と同様に絶縁材によって円板状に形成してその表面に配線パターン(図示せず)を形成し、中心にボルト12bを通す孔13aを開けたものである。
【0029】ロッド12はその上端の雌ねじ孔12aと下端のボルト12bによって上段配置または下段のロッド12を同軸上に連結し合う。そして、図7に示すように、ボルト12bを孔13aに差し込み、基板13の上下面を上配置及び下配置のロッド12によって挟持することによって基板13をロッド12と一体化する。
【0030】基板13の上に実装するLEDは先の例と同様の配置であり、図8に緑色発光のLED9を実装した部分の横断面図を示す。
【0031】基板13の中心位置に配置された支柱を構成するロッド12は円柱状なので、その周りの位置のLED9からの光も全て一様に着色部4c側に反射させる。このため、図2で示した板状の支柱5に比べると、反射光の分布をより一層均等にすることができ、発光表示が更に最適化される。
【0032】
【発明の効果】本発明では、表示灯の外郭材を一体化する部材であって基板も取り付けるための支柱を発光ダイオードからの光の反射面として兼用するので、専用の反射部材を備えることなくグローブから一様な輝度の発光表示が得られる。また、部品点数も減るので、組立てや分解作業も容易になる。
【0033】基板をグローブによって区画される横断面の全域を占める大きさとしたものでは、基板が表示空間の仕切りを兼ねるので、更に部品点数を削減することができる。
【0034】また、支柱を板状材としてその受け用切欠と基板の差し込み用切欠とを利用してこれらの支柱と基板とを連結固定するものでは、ビス等の締結具が不要となり、部品点数の削減ときわめて簡単な組立て作業での製造が可能となる。
【0035】更に、支柱を円柱状のロッドの組合せとしたものでは、発光ダイオードからの光を円周面で反射するので、グローブ側に向けての反射光を均等に分散させることができ、グローブからの発光表示の最適化が図れる。




 

 


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