| 【発明の名称】 |
発光ダイオードを用いた信号表示灯 |
| 【発明者】 |
【氏名】古野 健一
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| 【要約】 |
【課題】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。
【解決手段】表面に配線パターン６ｂ，６ｃ，６ｄ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６と、このプリント配線基板６の周りを被覆する光透過性の外郭材と、配線パターン６ｂ，６ｃ，６ｄの展開方向に外郭材の内部を複数の室に区分けする仕切り板４ａ，４ｂ，４ｃと、区分けされた室に色の種類毎に選別されてプリント配線基板６の配線パターン６ｂ，６ｃ，６ｄに導通させて固定したＬＥＤ７ａ，７ｂ，７ｃとを備える。 |
【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。
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【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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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５８４３
【氏名又は名称】松下電子工業株式会社
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| 【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）
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| 【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 |
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