JP2005317406A - 表示装置とこの表示装置を備えるパック電池 - Google Patents

Abstract

【課題】電池の無駄な電力消費を少なくしながら、発光ダイオードの光を全方向に強く照射する。
【解決手段】自転車用の表示装置は、発光ダイオード３と、発光ダイオード３の前面に配置されて発光ダイオード３の光を外部に透過させる透光性のある表示ラベル９とを備える。表示ラベル９は、発光ダイオード３の前面を中央凸に湾曲させており、この湾曲部９Ａに光を透過させて外部に照射する。
【選択図】図４

Description

本発明は、発光ダイオードを点灯して、光で電池の残容量等を表示する表示装置と、この表示装置を備えるパック電池に関する。

発光ダイオードの点灯数で電池の残容量を表示するパック電池は開発されている（特許文献１参照）。

この公報に記載される自転車用のパック電池は、図１の一部断面図に示すように、一列に並べている複数の発光ダイオード２３の前面に、表示ラベル２９を配設している表示装置２２をケース２１に設けている。表示ラベル２９は、発光ダイオード２３の光を透過させる透光性がある。発光ダイオード２３が点灯されると、光は表示ラベル２９を透過して外部に照射される。この構造は、表示ラベル２９の内側に配置している発光ダイオード２３の点灯個数で、電池の残容量を表示できる。たとえば、電池の残容量が十分にあるときに全ての発光ダイオードを点灯し、残容量が減少するにしたがって、点灯する発光ダイオードの数を少なくして、残容量を表示できる。

この構造の表示装置は、複数の発光ダイオードの前方を一枚の表示ラベルで閉塞して光を外部に照射できるので、簡単な構造で複数の発光ダイオードからなる表示装置とすることができる。また、発光ダイオードに隣接して押しボタンスイッチを配置し、表示ラベルに可撓性のシートを使用して、表示ラベルを変形させて押しボタンスイッチを操作できる構造として、スイッチをも一体構造とする表示装置を実現できる（特許文献２参照）。
特開２００１−１３０４７７号公報 特開２００１−３０７５８５号公報

しかしながら、この構造の表示装置は、発光ダイオードの光を外部の全方向に明るく照射できない欠点がある。とくに、斜め方向に照射される光が弱くなって、斜めから見てハッキリと点灯を識別できなくなる欠点がある。表示装置は、必ずしも真正面から見られるとは限らない。とくに、自転車に装着されるパック電池は、サドルの下等の邪魔にならない場所にセットされるために、表示装置を真正面から見られないことが多い。さらに、自転車が屋外で使用されることから、屋外の明るい場所で発光ダイオードの点灯が確認されるが、この状態で発光ダイオードの光強度が十分でないと、確認できなくなる欠点がある。この欠点は、発光ダイオードに流す電流を大きくして、発光出力を大きくして防止できる。しかしながら、発光ダイオードの電流を増加させると、電池の消費電流が大きくなって、無駄に電力を消費する弊害が発生する。表示装置は、電池の残容量等を明確に表示する必要はあっても、電池の無駄な消費をできるかぎり少なくすることが大切である。

本発明は、この欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、電池の無駄な電力消費を少なくしながら、発光ダイオードの光を全方向に強く照射できる表示装置とこの表示装置を備えるパック電池を提供することにある。

本発明の表示装置は、発光ダイオード３と、発光ダイオード３の前面に配置されて発光ダイオード３の光を外部に透過させる透光性のある表示ラベル９とを備える。表示ラベル９は、発光ダイオード３の前面と対向する領域を中央凸に湾曲させており、この湾曲部９Ａに光を透過させて外部に照射する。

本発明の表示装置は、表示ラベル９を可撓性のあるシートとし、表示ラベル９の裏面に押しボタンスイッチ７を配設して、表示ラベル９を介して押しボタンスイッチ７を操作することができる。

さらに、本発明の表示装置は、複数の発光ダイオード３を表示ラベル９の裏面に並べて配設して、各々の発光ダイオード３の前面で表示ラベル９に湾曲部９Ａを設けることができる。

本発明の請求項４のパック電池は、電池４の残容量を発光ダイオード３の点滅で表示する表示装置２をケース１に設けている。表示装置２は、電池４の残容量を点灯個数で表示する複数の発光ダイオード３と、この発光ダイオード３の前面に配置されて発光ダイオード３の光を外部に透過させる透光性のある表示ラベル９とを備える。表示ラベル９は、各々の発光ダイオード３の前面を中央凸に湾曲させて、発光ダイオード３の前方に湾曲部９Ａを設けており、この湾曲部９Ａに光を透過させて発光ダイオード３の光を外部に照射する。

さらに、本発明のパック電池は、表示ラベル９を可撓性のあるプラスチックシートとし、表示ラベル９の裏面に押しボタンスイッチ７を配設して、表示ラベル９を介して押しボタンスイッチ７を押してオンオフに切り換えることができる。

本発明の表示装置とこの表示装置を備えるパック電池は、電池の無駄な電力消費を少なくしながら、発光ダイオードの光を全方向に強く照射できる特長がある。それは、本発明の表示装置が、発光ダイオードの前面に光を外部に透過させる透光性のある表示ラベルを配置しており、この表示ラベルが、発光ダイオードの前面と対向する領域を中央凸に湾曲させて、この湾曲部に光を透過させて外部に照射するからである。このように、中央凸に湾曲させてなる表示ラベルの湾曲部は、照射される光が表示ラベルの内部を通過する距離を短くできるので、ここを通過する光の強度低下を少なくできる。

たとえば、図８に示すように、表示ラベルを平面状として、ここに光を照射する場合において、正面方向に照射される光が表示ラベルの内部を通過する距離（ｄ0）は最短となるが、左右に傾斜する方向に照射される光が表示ラベルの内部を通過する距離（ｄ1）は最短距離（ｄ0）に比べて長くなる。それは、傾斜する方向に照射される光の入射角が大きくなって、表示ラベルの内部を斜めに通過するからである。これに対して、図９に示すように、表示ラベルに湾曲部を設けて、この湾曲部に光を透過させる状態では、左右に傾斜する方向に照射される光の入射角を小さくできるので、表示ラベルの内部を通過する距離（ｄ2）を、表示ラベルを平面状とする場合の通過距離（ｄ1）に比べて短くできる。このため、斜め方向に照射される光の表示ラベル内における通過距離を短くながら、すなわち表示ラベルの内部を通過する光の強度低下を最小限にしながら、発光ダイオードの光を外部に照射できる。したがって、発光ダイオードに流す電流を大きくすることなく、いいかえると電池の無駄な消費をできるかぎり少なくしながら、発光ダイオードの光を外部の全方向に明るく照射して、斜めから見てもハッキリと点灯を識別できる表示装置が実現できる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための表示装置とパック電池を例示するものであって、本発明は表示装置とパック電池を以下のものに特定しない。

さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。

図２ないし図６に示すパック電池は、ケース１に二次電池（図示せず）を内蔵しており、さらに、電池の残容量を、発光ダイオード３を点灯して表示する表示装置２を備える。このように電池の残容量を表示する表示装置を備えるパック電池は、たとえば、自転車等の車両用の電源、パソコンやビデオカメラ等の電気機器用の電源、あるいは電動工具の電源として使用される。この図の表示装置２は、電池の残容量を発光ダイオード３の点灯個数で表示するが、本発明は、表示装置を、電池の残容量を表示するものに特定せず、自転車に装備されて、たとえば自転車がモーターで補助しながら走行できるかどうかを発光ダイオードの点滅で表示し、あるいは自転車の速度を発光ダイオードの点灯個数で表示し、あるいはまた、発光ダイオードの点灯個数でモーターの出力等を表示することができる。したがって、本発明は、表示装置を電池の残容量を示すものに特定しない。

電池の残容量を発光ダイオード３の点灯個数で表示する表示装置２は、図６の回路図に示すように、電池４の電圧を検出し、さらに充放電の電流を検出して電池４の残容量を検出する制御回路５を備える。制御回路５は、これに接続している電流検出回路６で電池４の充放電電流を検出する。検出した充放電電流を積算して残容量を演算する。さらに、制御回路５は、電池４の電圧も検出して、充放電電流で演算される残容量を補正して、電池４の残容量を正確に演算する。演算された残容量から発光ダイオード３を点灯させる個数が特定され、特定された個数の発光ダイオード３を点灯させて残容量を表示する。モーターの出力を発光ダイオードの点灯個数で表示する表示装置は、制御回路がモーターの出力を検出し、検出した出力に相当する個数の発光ダイオードを点灯させる。

図の表示装置２は、複数の発光ダイオード３と、押しボタンスイッチ７と、押しボタンスイッチ７と発光ダイオード３を固定している回路基板８と、押しボタンスイッチ７と発光ダイオード３の前方に配設している表示ラベル９とを備える。図の表示装置２は、パック電池のケース１に設けているので、ケース１の内側に発光ダイオード３を設けて、ケース１の外側面に、発光ダイオード３の光を外部に透過させる透光性のある表示ラベル９を固定している。

ケース１は、表示ラベルを取り除いた図２の正面図と、図３と図４の断面図に示すように、発光ダイオード３の光を外部に透過させる貫通孔１１を表面プレート１０に設けている。貫通孔１１は、発光ダイオード３の前方に位置するように表面プレート１０に開口されている。ケース１は、プラスチックの成形品で、成形するときに表面プレート１０を貫通して貫通孔１１を設けている。

さらに、ケース１は、図２、図３、及び図５に示すように、押しボタンスイッチ７の前方に位置して、押しボタンスイッチ７を操作する操作部１２を表面プレート１０に一体成形して設けている。図２に示す表面プレート１０は、略Ｕ字型のスリット１３を開口しており、このスリット１３の内側を操作部１２としている。この操作部１２は、押しボタンスイッチ７のプランジャー７Ａを操作する押圧部１２Ａと、この押圧部１２Ａを押圧方向に弾性変形させる弾性変形部１２Ｂとを備える。押圧部１２Ａは円形で、弾性変形部１２Ｂの幅よりも外径を大きくして、操作しやすくしている。この押圧部１２Ａは、押しボタンスイッチ７のプランジャー７Ａを操作できる位置に裏面を配置すると共に、表面を湾曲面としている。弾性変形部１２Ｂは、細長い形状で、一端を表面プレート１０の本体から切り離すことなく連結すると共に、他端に押圧部１２Ａを連結している。さらに、この弾性変形部１２Ｂは、図３に示すように、厚さを薄くして弾性変形しやすくしている。この操作部１２は、表面ラベル９を介して押圧部１２Ａが押されると、押しボタンスイッチ７のプランジャー７Ａを押圧して、押しボタンスイッチ７をオンオフさせる。

さらに、ケース１は、回路基板８を定位置に固定して、これに固定している発光ダイオード３と押しボタンスイッチ７をケース１内の定位置に配置する。回路基板８は、ネジ止してケース１に固定され、あるいはケース１に嵌着して固定される。図のパック電池は、表面プレート１０から内側に離して、表面プレート１０と平行な姿勢で回路基板８を固定している。

回路基板８は、所定の間隔で複数の発光ダイオード３と押しボタンスイッチ７を固定している。図３の回路基板８は、４個の発光ダイオード３を一列に並べ、さらに、発光ダイオード３と押しボタンスイッチ７も一列に並べて回路基板８に固定している。発光ダイオード３と押しボタンスイッチ７は、半田付けして回路基板８に固定される。とくに、リフロー半田して回路基板８に固定される。図の回路基板８は、チップタイプの発光ダイオード３を固定しているが、砲弾型の発光ダイオードを固定することもできる。発光ダイオード３は、光を集束するレンズを有する集光タイプと、集束レンズのない非集光タイプとがある。集光タイプの発光ダイオードは、光を放射するビーム角の広いものと狭いものがある。集光タイプの発光ダイオードは、斜め方向から発光ダイオードの点灯を明確に確認できるように、貫通孔の全体に均一に光を照射できるものを使用する。

表示ラベル９は、ケース１の表面プレート１０の表面に接着して固定される。表示ラベル９は、発光ダイオード３の光を透過できる透光性を有するシートである。さらに、表示ラベル９は、押しボタンスイッチ７を押して操作できるように、可撓性のあるシートである。このシートには、たとえば、透光性と可撓性を有する合成樹脂製のシートや合成ゴム製のシートが使用できる。さらに、表示ラベル９は、図３ないし図５の断面図に示すように、発光ダイオード３の前面と対向する領域を中央凸に湾曲させて湾曲部９Ａとしている。表示ラベル９は、湾曲部９Ａに発光ダイオード３の光を透過させて外部に放射する。湾曲部９Ａは、貫通孔１１の開口部に位置する。貫通孔１１を通過した発光ダイオード３の光は、湾曲部９Ａを透過して外部に放射される。さらに、押しボタンスイッチ７の前方と対向する領域にも、中央凸に湾曲させてなる湾曲部９Ｂを設けている。

表示ラベル９は、エンボス加工して、発光ダイオード３と押しボタンスイッチ７の前方を湾曲部９Ａ、９Ｂに加工する。エンボス加工で湾曲部９Ａ、９Ｂを設けて製造される表示ラベル９は、平面状のプラスチックフィルムから簡単に安価に多量生産できる。ただし、表示ラベル９は、エンボス加工によらず、透光性と可撓性のある合成樹脂や合成ゴムを、湾曲部を設けているシート状に成形して製作することもできる。

図７の表示ラベル９は、正面から見て湾曲部９Ａの外形、すなわち湾曲部９Ａの平面形状を楕円形としている。楕円は、短径が直線状に並ぶように、図において上下方向を長径、隣の湾曲部９Ａを並べている左右方向を短径としている。この形状の湾曲部９Ａは、各々の湾曲部９Ａの面積を大きくしながら、隣との間隔を広くできる。このため、各々の発光ダイオード３の点滅を明確に確認できる。さらに、湾曲部９Ａから外部に放射される発光ダイオード３の光は、長径方向よりも短径方向に広いビームとなって放射される。したがって、図７の表示ラベル９は、図において左右に大きく傾斜する方向から見て、明るい光として明確に点灯を観察できる。左右方向に傾斜すると、発光ダイオード３が接近して見えるので、各々の発光ダイオード３の点灯を独立して確認でき難くなるが、発光ダイオード３の光の強度低下が少なく、しかも発光ダイオード３の間隔を十分に広くできるので、明確に各々の発光ダイオード３の点滅を確認できる。

さらに、図７に示す表示ラベル９は、湾曲部９Ａを光が透過できるように着色せず、あるいは淡い色に着色し、湾曲部９Ａの外側部分を、図のクロスハッチングで示すように、光が透過しないように着色し、とくに黒等の濃い暗色に着色して、各々の発光ダイオード３の点灯を明確に表示できる。それは、発光ダイオード３とその周囲とのコントラストを高くできるからである。

押しボタンスイッチ７は、表面プレート１０に設けた操作部１２の内側に接近して配置されている。この押しボタンスイッチ７は、表示ラベル９の上から操作部１２が押されると、表示ラベル９と操作部１２を介してプランジャー７Ａが押されてオンオフに切り換えられる。図６の回路図に示すパック電池は、押しボタンスイッチ７を制御回路５に接続している。制御回路５は、押しボタンスイッチ７が押されると、発光ダイオード３を点灯して電池４の残容量を表示する。制御回路５は、押しボタンスイッチ７が再び押されると、発光ダイオード３を消灯する。押しボタンスイッチ７を押す毎に、発光ダイオード３を点灯して残容量を表示し、また、発光ダイオード３を消灯して残容量の表示を停止させるパック電池は、不必要なときに発光ダイオード３を点灯して電池４を無駄に消費するのを防止できる。

さらに、押しボタンスイッチは、パック電池から自転車のモーターへの電力供給を変更するスイッチとして使用することもできる。このパック電池は、たとえば押しボタンスイッチが押されると、パック電池から自転車のモーターに電力を供給できる状態とし、この状態で押しボタンスイッチが押されると、パック電池から自転車のモーターに電力を供給しない状態に切り換えることもできる。すなわち、押しボタンスイッチをパック電池からモーターへの電力供給を変更するためのスイッチとして使用することもできる。

従来の自転車用のパック電池の一部断面側面図である。 本発明の一実施例にかかる自転車用のパック電池の正面図である。 図２に示すパック電池の表示装置を示すＡ−Ａ線断面図である。 図３に示す表示装置のＡ−Ａ線断面図である。 図３に示す表示装置のＢ−Ｂ線断面図である。 本発明の一実施例にかかる自転車用のパック電池の回路図である。 表示ラベルの平面図である。 平面形状の表示ラベルを光が通過する状態を示す図である。 湾曲形状の表示ラベルを光が通過する状態を示す図である。

符号の説明

１…ケース
２…表示装置
３…発光ダイオード
４…電池
５…制御回路
６…電流検出回路
７…押しボタンスイッチ ７Ａ…プランジャー
８…回路基板
９…表示ラベル ９Ａ…湾曲部 ９Ｂ…湾曲部
１０…表面プレート
１１…貫通孔
１２…操作部 １２Ａ…押圧部 １２Ｂ…弾性変形部
１３…スリット
２１…ケース
２２…表示装置
２３…発光ダイオード
２９…表示ラベル

Claims (5)

1. 発光ダイオード(3)と、発光ダイオード(3)の前面に配置されて発光ダイオード(3)の光を外部に透過させる透光性のある表示ラベル(9)とを備える表示装置であって、
   表示ラベル(9)が発光ダイオード(3)の前面と対向する領域を中央凸に湾曲させており、この湾曲部(9A)に光を透過させて外部に照射するようにしてなる表示装置。
2. 表示ラベル(9)が可撓性のあるシートで、表示ラベル(9)の裏面に押しボタンスイッチ(7)を配設しており、表示ラベル(9)を介して押しボタンスイッチ(7)を操作するようにしてなる請求項１に記載される表示装置。
3. 複数の発光ダイオード(3)を表示ラベル(9)の裏面に並べて配設しており、各々の発光ダイオード(3)の前面で表示ラベル(9)に湾曲部(9A)を設けている請求項１に記載される表示装置。
4. 電池(4)の残容量を発光ダイオード(3)の点滅で表示する表示装置(2)をケース(1)に設けているパック電池であって、
   表示装置(2)が、電池(4)の残容量を点灯個数で表示する複数の発光ダイオード(3)と、この発光ダイオード(3)の前面に配置されて発光ダイオード(3)の光を外部に透過させる透光性のある表示ラベル(9)とを備え、
   表示ラベル(9)は各々の発光ダイオード(3)の前面と対向する領域を中央凸に湾曲させて、発光ダイオード(3)の前方に湾曲部(9A)を設けており、この湾曲部(9A)に光を透過させて発光ダイオード(3)の光を外部に照射するようにしているパック電池。
5. 表示ラベル(9)が可撓性のあるシートで、表示ラベル(9)の裏面に押しボタンスイッチ(7)を配設しており、表示ラベル(9)を介して押しボタンスイッチ(7)を操作するようにしてなる請求項４に記載されるパック電池。
   

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