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発明の名称 発光ダイオードを用いた信号表示灯
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2001−101903(P2001−101903A)
公開日 平成13年4月13日(2001.4.13)
出願番号 特願平11−281323
出願日 平成11年10月1日(1999.10.1)
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
5E336
【Fターム(参考)】
3K080 AA14 AB17 AB18 BA04 BA07 BD04 BD05 BE07 
5E336 AA01 AA04 AA12 AA14 AA16 BB02 BC15 BC34 CC02 CC31 EE01 GG09 GG25
発明者 古野 健一
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 表面に配線パターンを形成して外部電源に導通させた1枚のプリント配線基板と、前記プリント配線基板の周りを被覆する光透過性の外郭材と、前記配線パターンの展開方向に前記外郭材の内部を複数の室に区分けする仕切り板と、前記複数の室に色の種類毎に選別されて前記プリント配線基板の配線パターンに導通させて固定した発光ダイオードとからなる発光ダイオードを用いた信号表示灯。
【請求項2】 前記プリント配線基板の表裏両面に前記配線パターンを展開形成し、前記LEDを前記プリント配線基板の表裏両面にそれぞれ配列してなる請求項1記載の発光ダイオードを用いた信号表示灯。
【請求項3】 前記発光ダイオードは、リードフレームによって前記プリント配線基板に固定される砲弾型ランプ形状を持ち、前記外郭材の周面とほぼ直交する平面内において光軸を互いにほぼ90°の角度ピッチとなるように配置してなる請求項2記載の発光ダイオードを用いた信号表示灯。
【請求項4】 前記発光ダイオードは、面実装によって前記プリント配線基板の表面に導通固定されるチップ型である請求項1記載の発光ダイオードを用いた信号表示灯。
【請求項5】 前記仕切り板は光反射性を持つ表面性状の部材としてなる請求項1から4のいずれかに記載の発光ダイオードを用いた信号表示灯。
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】工場等に生産設備として設置されている各種機械類の作動状況あるいは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んでこれにLEDを実装している。ブロックはプリント配線基板の支持だけでなく、各色の発光領域の仕切り及びLEDからの発光の反射面としても利用され、表示灯自身を構成する幹となる。
【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、現場は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、ブロック毎にプリント配線基板を備えるので、各ブロックのプリント配線基板のそれぞれに電気配線を接続しなければならない。このため、組立て作業が煩雑になるほか、それぞれのブロックに配線を保持するための保持部が必要となる。また、配線及び保持部のためのスペースを表示灯の内部に確保しなければならないので、表示灯の外径の大きさにも制約を受ける。
【0006】また、ブロックのプリント配線基板どうしをコネクタで接続することもできるが、同様にコネクタを組み込むための余分のスペースが必要となる。
【0007】このように従来のLEDを用いた表示灯では、各色のLEDを実装したプリント配線基板を組み込んだブロックを単位としているので、組立てや分解が煩わしいほか、配線のためのスペースをとるので小型化にも限界がある。
【0008】本発明において解決すべき課題は、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表示灯自身の内部に電気配線や接続のためのスペースを必要とせず小型化にも対応できるようにすることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の信号表示灯は、表面に配線パターンを形成して外部電源に導通させた1枚のプリント配線基板と、前記プリント配線基板の周りを被覆する光透過性の外郭材と、前記配線パターンの展開方向に前記外郭材の内部を複数の室に区分けする仕切り板と、前記複数の室に色の種類毎に選別されて前記プリント配線基板の配線パターンに導通させて固定した発光ダイオードとからなることを特徴とする。
【0010】このような構成では、1枚のプリント配線で複数の色の発光ダイオードへの通電ができるので、電気配線が簡素化される。
【0011】
【発明の実施の形態】請求項1に記載の発明は、表面に配線パターンを形成して外部電源に導通させた1枚のプリント配線基板と、前記プリント配線基板の周りを被覆する光透過性の外郭材と、前記配線パターンの展開方向に前記外郭材の内部を複数の室に区分けする仕切り板と、前記複数の室に色の種類毎に選別されて前記プリント配線基板の配線パターンに導通させて固定した発光ダイオードとからなる発光ダイオードを用いた信号表示灯であり、1枚のプリント配線で複数の色の発光ダイオードへの通電ができ、配線構造を簡素化できるという作用を有する。
【0012】請求項2に記載の発明は、前記プリント配線基板の表裏両面に前記配線パターンを展開形成し、前記LEDを前記プリント配線基板の表裏両面にそれぞれ配列してなる請求項1記載の発光ダイオードを用いた信号表示灯であり、プリント配線基板の両面からの発光が得られるので、プリント配線基板を薄くしておけば外郭材のほぼ全面から一様な発光が得られるという作用を有する。
【0013】請求項3に記載の発明は、前記発光ダイオードは、リードフレームによって前記プリント配線基板に固定される砲弾型ランプ形状を持ち、前記外郭材の周面とほぼ直交する平面内において光軸を互いにほぼ90°の角度ピッチとなるように配置してなる請求項2記載の発光ダイオードを用いた信号表示灯であり、発光方向を光軸上とする指向性のある砲弾型の発光ダイオードでも外郭材から全方位に一様な発光が得られるという作用を有する。
【0014】請求項4に記載の発明は、前記発光ダイオードは、面実装によって前記プリント配線基板の表面に導通固定されるチップ型である請求項1記載の発光ダイオードを用いた信号表示灯であり、チップ型の発光ダイオードとすれば光の放出角度が広がるので、プリント配線基板上への発光ダイオードの配列の自由度を高めるという作用を有する。
【0015】請求項5に記載の発明は、前記仕切り板は光反射性を持つ表面性状の部材としてなる請求項1から4のいずれかに記載の発光ダイオードを用いた信号表示灯であり、発光ダイオードからの光を反射して表示光の輝度を上げるという作用を有する。
【0016】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。
【0017】図1は本発明のLEDを用いた表示灯の外観を示す概略斜視図である。
【0018】図1において、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。
【0019】表示部Lはベースハウジング2の上端から順に3枚の仕切り板4a,4b,4cをそれぞれ配置し、これらの仕切り板4a〜4cの間にそれぞれグローブ5a,5b,5cを外郭材として配置した構造を持ち、内部にLEDの光源を配置したものである。図2に表示部Lの透視図を示す。
【0020】図2に示すように、下端の基台2aから上端のグローブ5cまでにかけて1枚のプリント配線基板6が配置され、グローブ5a,5b,5cに含まれる部分にそれぞれ緑,黄,赤のLED7a,7b,7cがプリント配線基板6に実装されている。
【0021】プリント配線基板6は厚さが約2mm程度の絶縁性基板を素材としたもので、その下端と上端とを固定具2b,3aを介してそれぞれ基台2aとトップカバー3とに固定されている。そして、仕切り板4a,4b,4cは図示のように半割りのフランジ状としたもので、プリント配線基板6の表裏両面に突き当ててそれぞれの外周をグローブ5a,5b,5cの内周面で拘束することにより、プリント配線基板6を補強支持するとともに各グローブ5a〜5cの断面中心に合わせた配置として保持する。なお、仕切り板4a〜4cはいずれも白色の硬質合成樹脂を利用したものである。
【0022】図3はプリント配線基板6の詳細であって、(a)は正面図、(b)は背面図である。
【0023】プリント配線基板6は、その下端側の一面に銅箔を利用したコネクタパッド6aを備えるとともに、配線パターンを両面スルーホール式として形成したものである。すなわち、各LED7a〜7cに導通させるための配線パターン6b,6c,6dが両面に現れるように形成し、これらの配線パターン6b〜6dをコネクタパッド6aに接続している。また、ポスト1の中に通した3本のリード線8aと1本のリード線8bがコネクタパッド6aに接続され、これらのリード線8a,8bへの外部からの通電制御により各LED7a〜7cの点灯及び消灯が制御される。
【0024】図4は上端配置のLED7cのプリント配線基板6に対する取り付け姿勢を示す例である。
【0025】4個の砲弾型ランプ形状のLED7cのそれぞれのリード13がプリント配線基板6の配線パターン6dに導通するように固定され、同図の(a)ではプリント配線基板6の一面側で一方のLED7cの光軸がプリント配線基板6の表面と直交し、他方のLED7cの光軸は平行となる関係として配置されている。このような配列により、4個のLED7cの光軸は90°の角度ピッチとなり、グローブ5cの全周から均等に赤色の発光を放出する。また、同図の(b)の例では、プリント配線基板6の表面に対して光軸が45°となるようにLED7cを配列したもので、この例でも各LED7cの光軸を90°の角度ピッチで配置され、グローブ5cの全周から均等に赤色発光させることができる。なお、黄及び緑のLED7b,7aについても同様の配置とすればよい。
【0026】以上の構成において、本発明のLEDを用いた表示灯は、1枚のプリント配線基板6に形成した配線パターン6b,6c,6dに緑,黄,赤のLED7a,7b,7cを導通させて実装している。このため、従来のように各色毎にブロックに分けてそれぞれに電気配線を接続するものに比べると、構造が簡単になり組立てや分解の作業も容易になる。また、全てのLED7a,7b,7cについて、リード線8a,8bだけを接続するだけで済むので、配線やその他の電気系統が占めるスペースも小さくできる。したがって、図示のように円筒状のグローブ5a,5b,5cとする場合ではその外径をより小さくでき、四角形状の断面とする場合では偏平な形状にコンパクト化できる。
【0027】図5はプリント配線基板にチップ型のLEDを実装する例であって、プリント配線基板,仕切り板及びチップ型のLEDのみを示す概略図、図6はプリント配線基板に対するチップLEDの配列を配線パターンとともに示す詳細であって、(a)は正面図、(b)は背面図、(c)は配線パターンに対するチップの位置関係を示した拡大図である。なお、仕切り板に対するグローブやベースハウジングの配置は図2で示した例と同様である。
【0028】プリント配線基板9には、仕切り板10a,10b,10cで区分けされた領域の表裏両面にそれぞれ緑,黄,赤のチップ型のLED11a,11b,11cが実装されている。これらのチップ型のLED11a,11b,11cは表面実装タイプのものとして従来周知のものであり、それぞれプリント配線基板9の下端から表裏両面に展開させた配線パターン9a,9b,9cに合わせて導通固定したものである。なお、これらの配線パターン9a,9b,9cは先の例と同様にコネクタパッド9dによって3本のリード線12aと1本のリード線12bに接続されたものである。
【0029】緑のチップ型のLED11aはプリント配線基板9の両面にそれぞれ縦に2個配列され、赤のLED11cは図6の(c)に示すようにそれぞれ両面に6個ずつ配列され、黄色のLED11bも赤のLED11cと同じ配列パターンとなっている。チップ型のLED11a,11b,11cでは、先の例の砲弾型の形状のものと比べると光の放出角度が広いので、プリント配線基板9の表面側と裏面側に分けて配列していても、グローブの全体からほぼ一様に発光させることができる。
【0030】なお、図2の砲弾型ランプ形状のLED7a,7b,7cまたは図5のチップ型のLED11a,11b,11cのいずれの場合でも、仕切り板4a〜4c,10a〜10cは色の混色の防止と反射の機能を果たす。すなわち、これらの仕切り板4a〜4c,10a〜10cによって色の違う光源からの光の混色を防止でき、表面を光反射面とすることで光源からの光を外部に反射させて表示輝度を高めることができる。
【0031】
【発明の効果】本発明では、1枚のプリント基板を利用して色の異なる発光ダイオードを実装して各色の表示発光を得ることができるので、従来のように複数のブロックの組合せとする場合に比べると特に配線構造が簡単になり、その配線スペースも削減される。このため部品点数の削減と組立て工数の低減が促され、コスト面での大幅な改善が得られる。




 

 


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