JP2009015202A - 表示装置及び誘導灯 - Google Patents

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Abstract

【課題】LEDなどの光源で発生した熱を効率良く放熱する。
【解決手段】LED351(発光素子)は、プリント配線板350に実装されている。プリント配線板350は、保持部材310に直接あるいは熱接続部材を介して固定されている。保持部材310のうち、保持部材上部311の上面及び保持部材前部315の前面は、誘導灯800の外部の露出している(露出面316)。LED351で発生した熱は、プリント配線板350を介して保持部材310に伝わり、露出面316から外部に放熱される。
【選択図】図3

Description

この発明は、LEDなどの光源を使用した誘導灯などの表示装置に関する。
LEDなどの光源は、使用温度によって寿命が左右されるので、できるだけ低い温度で使用することが望まれる。
特開2005−38771号公報 特開2002−23671号公報 特開2001−351420号公報
LEDなどの光源は点灯時に発熱するので、光源で発生した熱をいかに放熱するかが課題となる。
この発明は、例えば、上記のような課題を解決するためになされたものであり、光源で発生した熱を効率よく放熱できるようにすることを目的とする。
この発明にかかる表示装置は、
光を放射する発光素子と、外部に露出した露出面を持ち上記発光素子と熱接続した保持部材とを有する光源ユニットと、
上記発光素子が放射した光を入射し、入射した光により所定の図柄を発光させて表示する表示ユニットとを備えることを特徴とする。
この発明にかかる表示装置によれば、発光素子で発生した熱が保持部材に伝わり、露出面から外部に放熱されるので、放熱効率が高く、発光素子の温度を低く保つことができるという効果を奏する。
実施の形態1.
実施の形態1について、図1〜図3を用いて説明する。
図1は、この実施の形態における誘導灯800の構成を示す分解斜視図である。
なお、配線等の細部は省略している。
誘導灯800(表示装置)は、本体100、表示ユニット200、光源ユニット300を備える。
本体100は、ほぼ直方体の外形であり、内部の空間に端子台510、バッテリー520、点灯装置530、点検スイッチ540などの電気部品が納められている。
端子台510は、商用電源からの電源ラインを配線する。
バッテリー520は、点灯装置530を介して商用電源から電力の供給を受け、充電される充電池である。バッテリー520は、停電などにより商用電源からの電力供給が途絶えた場合、光源を点灯する電源となる。
点灯装置530は、通常時には、端子台510を介して商用電源から、停電時には、バッテリー520から電力の供給を受け、光源を点灯する電圧を生成する。
点検スイッチ540は、誘導灯800に異常がないかなどを点検するためのスイッチや、点検結果を通知するためのLEDなどを有する回路である。
光源ユニット300は、LEDなどの光源を備え、点灯装置530が生成した電圧により、光源を点灯する。
表示ユニット200は、光源が放射した光を入射し、表示パネルを均等に照らす光に変換して、表示パネルを発光させることにより、表示パネルに描かれた図柄を表示する。
図2は、この実施の形態における誘導灯800の構造を示す分解断面斜視図である。
この図において、本体100は、右前斜め下方向から見たところを示している。表示ユニット200は、右後斜め上方向から見たところを示している。光源ユニット300は、右後斜め下方向から見たところを示している。
なお、本体100内の端子台510、バッテリー520、点灯装置530、点検スイッチ540などの電気部品や、これらの電気部品を本体枠110に取り付けるための構造は、省略している。
本体100(器具本体)は、本体枠110、2つの弾性体取付部120を有する。
本体枠110は、本体100の筐体であり、ほぼ中空直方体状である。本体枠110は、直方体の6面のうち、上面(本体枠上部111)、左面(本体枠左部112)、右面(本体枠右部、図示せず)、下面(本体枠下部113)、後面(本体枠後部114)の5面からなり、前面がほぼ全面にわたり大きく開口している。
弾性体取付部120は、本体枠上部111に弾性体400を取り付けるための構造である。
弾性体取付部120の一つは、本体枠110の内側、左上端に位置し、本体枠左部112の右面から右方向に突出している。
弾性体取付部120の他の一つ(図示せず)、本体枠110の内側、右上端に位置し、図示した弾性体取付部120と左右対称である。
なお、この図では、弾性体取付部120が直方体状であるが、他の形状であってもよい。
誘導灯800は、また、2つの弾性体400を有する。2つの弾性体400は、2つの弾性体取付部120にそれぞれ固定されている。
弾性体400は、板バネなど強い変形復元力を有する部品であり、表示ユニット200及び光源ユニット300と係合する形状を有する。弾性体400は、表示ユニット200及び光源ユニット300と係合することにより、表示ユニット200及び光源ユニット300を本体100に固定する。
表示ユニット200は、表示ユニット枠210、表示ユニット係合部220、支持突出部230、遮光突出部240、導光板260、表示パネル270を有する。
表示ユニット枠210は、表示ユニット200の筐体であり、ほぼ中空直方体状である。表示ユニット枠210は、直方体の6面のうち、左面(表示ユニット枠左部212)、右面(表示ユニット右部、図示せず)、下面(表示ユニット枠下部213)、後面(表示ユニット枠後部214)の4面からなり、上面と前面とが開放している。
表示ユニット係合部220は、表示ユニット枠210の後方向上寄り左端に位置し、表示ユニット枠後部214の後面から後方向に突出している。表示ユニット係合部220は、弾性体400と係合する形状を有する。表示ユニット係合部220は、表示ユニット200を本体100に取り付けたとき、弾性体400と係合することにより、表示ユニット200を本体100に固定する。
なお、表示ユニット係合部220の形状は、弾性体400と係合することにより、表示ユニット200を本体100に固定できる形状であればよく、この例に示した形状に限らない。
支持突出部230は、表示ユニット枠210の後方向下端に位置し、表示ユニット枠後部214の後面から後方向に突出している。支持突出部230は、表示ユニット200を本体100に取り付けたとき、下面が本体枠下部113の上面に当接し、表示ユニット200全体が下方向に移動して表示ユニット係合部220と弾性体400との係合が外れるのを防ぐ。
遮光突出部240は、表示ユニット枠210の後方向左右両端に位置し、表示ユニット枠後部214の後面から後方向に突出している。遮光突出部240は、表示ユニット200を本体100に取り付けたとき、表示ユニット200と本体100との間の隙間から光が漏れるのを防ぐ。
導光板260は、平板状であり、表示ユニット200のなか、表示ユニット枠後部214の前方向に位置する。導光板260は、上端面から入射した光を反射・屈折・拡散等して、前面から均等に放射する光に変換する。
表示パネル270は、誘導灯の図柄が描かれた板であり、表示ユニット200の前面、導光板260の前方向に位置する。表示パネル270は、導光板260の前面から放射される光に照らされることにより、描かれた図柄を発光させて表示する。
なお、表示パネル270の図柄を他の図柄として、誘導灯800を表示装置や照明装置として利用してもよい。
光源ユニット300(ランプホルダユニット)は、保持部材310、2つの係合突出部340、プリント配線板350を有する。
保持部材310は、光源ユニット300の筐体であり、保持部材310の材料は、金属など熱伝導率の高い材料である。保持部材310は、直方体の上面(保持部材上部311)と前面(保持部材前部315)の2面からなり、断面略L字状である。
係合突出部340の一つは、光源ユニット300の左端に位置し、保持部材前部315の後面から後方向に突出している。
係合突出部340の他の一つ(図示せず)は、光源ユニット300の右端に位置し、図示した係合突出部340と左右対称である。
係合突出部340は、弾性体400と係合する形状の光源ユニット突出部320と、表示ユニット200と係合する形状の光源ユニット係合部330とを有する。光源ユニット突出部320は、光源ユニット300を本体100に取り付けたとき、弾性体400と係合することにより、光源ユニット300を本体100に固定する。光源ユニット係合部330は、光源ユニット300及び表示ユニット200を本体100に取り付けたとき、表示ユニット200と係合することにより、両者の取り付けを確実にする。
なお、係合突出部340は、保持部材310と一体の部品であってもよいし、保持部材310と別部品で、ネジなどにより保持部材310に固定するものであってもよい。
プリント配線板350(LED基板)は、LED351などの光源(発光素子)を実装した基板であり、LED351などの光源に、点灯装置530が生成した電圧を印加するための回路パターン(LED点灯回路)が設けられている。
プリント配線板350は、保持部材上部311の下方向に位置し、LED351が発光した光が導光板260の上端面に入射するよう、保持部材上部311の下面に固定されている。
なお、プリント配線板350は、保持部材前部315の後面に固定してもよい。その場合、LED351が発光した光が導光板260の上端面に入射するよう、光の方向を変換する部材(反射板、プリズムなど)をプリント配線板350の後方向に設けてもよい。
図3は、この実施の形態における光源ユニット300の構造を示す拡大一部破断斜視図である。
上述したように、保持部材310は、保持部材上部311、保持部材前部315を有し、中央付近の断面はL字状である。保持部材前部315の前面及び保持部材上部311の上面(両者を露出面316と呼ぶ)は、光源ユニット300を本体100に取り付けた状態で、誘導灯800の外部に露出する。
プリント配線板350は、細長い板状であり、複数のLED351(発光素子)が列状に実装されている。
プリント配線板350から保持部材310への熱の伝達を良くするため、プリント配線板350は、保持部材310と密着するように固定されている。例えば、ネジやバネなどを用いてプリント配線板350を保持部材310に固定する。また、プリント配線板350の裏面(LED351などが実装された面の反対側の面)や保持部材310の下面が粗いと接触面積が小さくなり熱伝導効率が悪くなるので、プリント配線板350と保持部材310との間に熱伝導シートやグリスなどの熱伝導部材を介在させてもよい。そうすれば、熱の伝導が促進されるので好ましい。
このようにして、LED351で発生した熱がプリント配線板350を介して保持部材310に伝達するので、LED351と保持部材310とが熱的に接続された状態となる。
保持部材310に伝わった熱は、露出面316から外部に放熱される。保持部材310が金属など熱伝導率の高い材料でできているので、LED351から保持部材310に伝わった熱は、保持部材310全体に伝わり、露出面316全体から放熱されるので、放熱効率が高い。
また、露出面316を塗装したり、アルマイト処理(保持部材310がアルミニウムでできている場合)したりしてもよい。そうすれば、露出面316から外部に対する放熱が良くなるので、全体としての放熱効率も更に高くなり、好ましい。
この実施の形態における誘導灯800は、保持部材310がLED351と熱接続し、LED351で発生した熱を放熱するので、放熱効率が高くなるという効果を奏する。
また、この実施の形態における誘導灯800は、保持部材310が金属など熱伝導率の高い材料でできているので、更に放熱効率を高めることができるという効果を奏する。
更に、この実施の形態における誘導灯800は、保持部材310が誘導灯800の外部に露出した露出面316を持つので、露出面316から外部に放熱することができ、更に放熱効率を高めることができるという効果を奏する。
なお、誘導灯800を天井などに直付けする場合には、光源ユニット300の上方向、天井などとの間に隙間ができることが好ましい。天井などは通常断熱材などにより熱伝導率が低く作られているので、光源ユニット300の上方向に隙間がないと、保持部材上部311の露出面316からの放熱が悪くなる。光源ユニット300の上方向に隙間があれば、保持部材前部315の露出面316からだけでなく、保持部材上部311の露出面316からも効率良く放熱することができる。
実施の形態2.
実施の形態2について、図4を用いて説明する。
この実施の形態における誘導灯800の全体構成は、実施の形態1で説明したものと同様なので、ここでは説明を省略する。
図4は、この実施の形態における光源ユニット300の構造を示す拡大一部破断斜視図である。
なお、実施の形態1で説明した光源ユニット300と共通する部分については、同一の符号を付し、ここでは説明を省略する。
保持部材310は、合成樹脂を材料とする外装材313と、金属など熱伝導率が外装材313よりも高い材料でできた基材317とを有する。
外装材313及び基材317は、ともに断面L字状であり、外装材313は、基材317の前方向及び上方向に密接している。保持部材前部315の外装材313の前面及び保持部材上部311の外装材313の上面は露出面316であり、光源ユニット300を本体100に取り付けた状態で、誘導灯800の外部に露出する。
なお、外装材313と基材317との間に、熱伝導シートやグリスなどの熱伝導部材を介在させてもよい。
プリント配線板350は、基材317に密着して(あるいは熱伝導部材を介して)固定されている。
LED351で発生した熱は、プリント配線板350を介して、基材317に伝達する。基材317が金属など熱伝導率の高い材料でできているので、基材317に伝わった熱は、基材317全体に伝わり、基材317から外装材313に伝わる。外装材313に伝わった熱は、露出面316から外部に放熱される。
この実施の形態における誘導灯800は、合成樹脂製の外装材313により露出面316が形成されているので、意匠面において塗装などが必要なく、製造コストを安く抑えることができる。
実施の形態3.
実施の形態3について、図5を用いて説明する。
この実施の形態における誘導灯800の全体構成は、実施の形態1で説明したものと同様なので、ここでは説明を省略する。
図5は、この実施の形態における光源ユニット300の構造を示す拡大一部破断斜視図である。
なお、実施の形態1及び実施の形態2で説明した光源ユニット300と共通する部分については、同一の符号を付し、ここでは説明を省略する。
保持部材310は、合成樹脂製の外装材313と金属など熱伝導率が外装材313よりも高い材料でできた基材317とを有する。
基材317は断面L字状であり、外装材313は、基材接続部318を除いて基材317の周りを覆っている。保持部材前部315の外装材313の前面及び保持部材上部311の外装材313の上面は露出面316であり、光源ユニット300を本体100に取り付けた状態で、誘導灯800の外部に露出する。
基材接続部318は、保持部材上部311の下面に位置し、基材317が露出した部分である。基材接続部318の形状・大きさは、プリント配線板350とほぼ同じかやや大きい。
保持部材310は、例えば、インサート成形などにより、露出面316を構成する外装材313と基材317とが一体成形されている。
プリント配線板350は、基材接続部318において露出した基材317に密着して(あるいは熱伝導部材を介して)固定されている。
LED351で発生した熱は、プリント配線板350を介して、基材317に伝達する。基材317は金属など熱伝導率の高い材料でできているので、基材317に伝わった熱は、基材317全体に伝わり、基材317から外装材313に伝わる。外装材313に伝わった熱は、露出面316から外部に放熱される。
この実施の形態における誘導灯800は、露出面316を構成する外装材313と基材317とを一体成形して保持部材310を構成しているので、基材317から外装材313への熱伝導効率が高く、外部への放熱効率が高くなるという効果を奏する。また、外装材313と基材317とが一体成形されているので、組み立て工数を削減でき、製造コストを低く抑えることができる。
なお、基材接続部318を設けず、プリント配線板350を外装材313に密着して(あるいは熱伝導部材を介して)固定してもよい。
その場合、固定用のネジに金属など熱伝導率の高い材料のものを用い、ネジの先が保持部材310内部の基材317と接触するようにすれば、LED351で発生した熱が、ネジを伝導して基材317に伝わるので、放熱効率が高くなり好ましい。
実施の形態4.
実施の形態4について、図6を用いて説明する。
この実施の形態における誘導灯800の全体構成は、実施の形態1で説明したものと同様なので、ここでは説明を省略する。
図6は、この実施の形態における光源ユニット300の構造を示す拡大一部破断斜視図である。
なお、実施の形態1で説明した光源ユニット300と共通する部分については、同一の符号を付し、ここでは説明を省略する。
保持部材310は、金属基板を加工したものである。保持部材310は、保持部材上部311の下面に絶縁層319を有し、絶縁層319の表面(下面)に、LED351を点灯させるための回路パターン(LED点灯回路)がプリントされている。
LED351は、保持部材310の絶縁層319の表面(下面)に設けられた回路パターンに実装されている。
LED351で発生した熱は、保持部材310に直接伝達する。保持部材310に伝達した熱は、露出面316から外部に放熱される。
この実施の形態における誘導灯800は、保持部材310がプリント配線板としての機能を有し、LED351が保持部材310に直接実装されているので、LED351で発生した熱が効率良く保持部材310に伝わり、放熱効率が高いという効果を奏する。また、部品点数が少なく、組み立て工数を削減できるので、製造コストを低く抑えることができる。
実施の形態5.
実施の形態5について、図7〜図8を用いて説明する。
図7は、この実施の形態における誘導灯800の構造を示す分解断面斜視図である。
この図において、本体100及び後側の光源ユニット300は、右前斜め下方向から見たところを示している。後側の表示ユニット200は、右前斜め上方向から見たところを示している。前側の表示ユニット200は、右後斜め上方向から見たところを示している。前側の光源ユニット300は、右後斜め下方向から見たところを示している。
なお、実施の形態1で説明した誘導灯800と共通する部分については、同一の符号を付し、ここでは説明を省略する。
誘導灯800は、両面灯である。誘導灯800は、2つの表示ユニット200、2つの光源ユニット300、4つの弾性体400を備える。
本体枠110は、本体100の筐体であり、ほぼ中空直方体状である。本体枠110は、直方体の6面のうち、上面(本体枠上部111)、左面(本体枠左部112)、右面(本体枠右部、図示せず)、下面(本体枠下部113)の4面からなり、前面及び後面がほぼ全面にわたり大きく開口している。
本体100は、4つの弾性体取付部120を有する。
弾性体取付部120の一つは、本体枠110の内側、左寄り上端に位置し、本体枠上部111の下面から下方向に突出している。
弾性体取付部120の他の一つは、本体枠110の内側、左寄り下端に位置し、本体枠下部113の上面から上方向に突出している。
弾性体取付部120の残りの2つ(図示せず)は、本体枠110の内側、右寄り上端及び下端に位置し、図示した2つの弾性体取付部120と左右対称である。
4つの弾性体400は、それぞれ弾性体取付部120に固定されている。
上側の2つの弾性体取付部120に固定されている弾性体400(熱接続部材)は、熱伝導率の高い材料でできている。
2つの表示ユニット200のうち一つは、本体枠110の前面開口とほぼ同じ大きさであり、本体100に取り付けた状態で、本体枠110の前面開口をほぼ閉塞する位置に固定される。2つの表示ユニット200のうち他の一つは、本体枠110の後面開口とほぼ同じ大きさであり、本体100に取り付けた状態で、本体枠110の後面開口をほぼ閉塞する位置に固定される。
表示ユニット200は、それぞれ2つの表示ユニット係合部220を有し、表示ユニット係合部220が弾性体400と係合することにより、表示ユニット200が本体100に固定される。
光源ユニット300は、本体100に取り付けた状態で、表示ユニット200の上方向に位置し、LED351が発光した光が導光板260の上端面に入射する位置に固定される。
光源ユニット300は、それぞれ2つの光源ユニット突出部320を有し、光源ユニット突出部320が弾性体400と係合することにより、光源ユニット300が本体100に固定される。
光源ユニット突出部320は、金属など熱伝導率の高い材料でできている。光源ユニット突出部320は、保持部材310と一体の部品であるか、保持部材310と熱接続した部品である。
保持部材310は、実施の形態1〜実施の形態4のうちいずれかで説明した保持部材310と同様である。
図8は、この実施の形態における誘導灯800の放熱の様子を示す模式図である。
2つの光源ユニット300を本体100に取り付けると、弾性体400の復元力により、弾性体400と光源ユニット突出部320とが密着する。これにより、弾性体400と光源ユニット突出部320とが熱接続するので、前側の光源ユニット300の保持部材310と、後側の光源ユニット300の保持部材310とが、光源ユニット突出部320及び弾性体400を介して、熱接続する。
本体100内部の図示していない構造や電気部品の配置などにより、前側の光源ユニット300と後側の光源ユニット300とが同じ構造であっても、放熱効率が異なる場合がある。また、誘導灯800を取り付けた場所や周囲の環境によっても、放熱効率に差が生じる場合がある。
例えば、前側の光源ユニット300のほうが後側の光源ユニット300よりも放熱効率が高い場合、前側の光源ユニット300より後側の光源ユニット300のほうが温度が高くなる。
すると、弾性体400を介して、後側の光源ユニット300から前側の光源ユニット300へ熱が伝わり、2つの光源ユニット300の温度がほぼ等しくなる。
この実施の形態における誘導灯800は、前側の光源ユニット300の保持部材310と、後側の光源ユニット300の保持部材310とが、熱伝導率の高い部材を介して熱接続しているので、2つの光源ユニット300の放熱効率が異なる場合でも、2つの光源ユニット300の温度を平均化することができる。このため、使用温度によって寿命が左右されるLED351の寿命がほぼ等しくなる。
なお、この例では、弾性体400により2つの光源ユニット300を熱接続しているが、2つの光源ユニット300を熱接続する熱接続部材を、弾性体400と別に設けてもよい。
また、弾性体400などの熱接続部材が保持部材310と直接接触するなどして熱接続できる場合には、光源ユニット突出部320が金属など熱伝導率の高い材料でできている必要はない。
実施の形態1における誘導灯800の構成を示す分解斜視図。 実施の形態1における誘導灯800の構造を示す分解断面斜視図。 実施の形態1における光源ユニット300の構造を示す拡大一部破断斜視図。 実施の形態2における光源ユニット300の構造を示す拡大一部破断斜視図。 実施の形態3における光源ユニット300の構造を示す拡大一部破断斜視図。 実施の形態4における光源ユニット300の構造を示す拡大一部破断斜視図。 実施の形態5における誘導灯800の構造を示す分解断面斜視図。 実施の形態5における誘導灯800の放熱の様子を示す模式図。
符号の説明
100 本体、110 本体枠、111 本体枠上部、112 本体枠左部、113 本体枠下部、114 本体枠後部、120 弾性体取付部、200 表示ユニット、210 表示ユニット枠、212 表示ユニット枠左部、213 表示ユニット枠下部、214 表示ユニット枠後部、220 表示ユニット係合部、230 支持突出部、240 遮光突出部、260 導光板、270 表示パネル、300 光源ユニット、310 保持部材、311 保持部材上部、313 外装材、315 保持部材前部、316 露出面、317 基材、318 基材接続部、319 絶縁層、320 光源ユニット突出部、330 光源ユニット係合部、340 係合突出部、350 プリント配線板、351 LED、400 弾性体、510 端子台、520 バッテリー、530 点灯装置、540 点検スイッチ、800 誘導灯。

Claims (10)

  1. 光を放射する発光素子と、外部に露出した露出面を持ち上記発光素子と熱接続した保持部材とを有する光源ユニットと、
    上記発光素子が放射した光を入射し、入射した光により所定の図柄を発光させて表示する表示ユニットと
    を備えることを特徴とする表示装置。
  2. 上記表示装置は、上記光源ユニットを複数備え、更に、
    上記複数の光源ユニットの保持部材を相互に熱接続する熱接続部材
    を備えることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  3. 上記熱接続部材は、金属製であることを特徴とする請求項2に記載の表示装置。
  4. 上記保持部材は、金属製であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の表示装置。
  5. 上記保持部材は、金属製の基材を持ち、露出面が合成樹脂製であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の表示装置。
  6. 上記保持部材は、上記金属製の基材と上記合成樹脂製の露出面とが一体成形されたものであることを特徴とする請求項5に記載の表示装置。
  7. 上記保持部材は、上記発光素子を点灯する配線が印刷され上記発光素子を実装した実装面を持つことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の表示装置。
  8. 上記光源ユニットは、更に、
    上記発光素子を実装し、上記保持部材に固定されたプリント配線板を有し、
    上記保持部材は、上記プリント配線板を介して上記発光素子と熱接続する
    ことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の表示装置。
  9. 上記光源ユニットは、更に、
    上記プリント配線板と上記保持部材との間に位置し、上記プリント配線板から上記保持部材への熱伝導を促進する熱伝導部材
    を有することを特徴とする請求項8に記載の表示装置。
  10. 請求項1乃至請求項9のいずれかに記載の表示装置であって、
    上記表示ユニットは、避難誘導を示す図柄を表示する
    ことを特徴とする誘導灯。
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