JP2009180926A - 表示ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】プログラマブルコントローラの略直方体筐体の前面角部に光射出部が設置され、略９０°の視野角を有し、略９０°の異なる方向から発光・消光を視認可能であって、シンプルでコンパクトな表示ユニットを得ること。
【解決手段】筐体６２内に設置され、プログラマブルコントローラ６０の被表示ユニットの動作状態を発光・消光により表示する発光素子２１と、一端に前記発光素子の光が入射される光入射部が形成され、他端に前記入射された光を前記筐体６２外に射出する光射出部１６が形成された棒状の導光体１０と、を備え、前記被表示ユニットの動作状態を前記光射出部１６に表示する表示ユニットにおいて、前記光射出部１６は、光の進行方向に対して傾斜する傾斜面を有し、当該傾斜面には、前記光の一部を透過し、他の部分を乱反射するように、シボ加工が施されている。
【選択図】 図８

Description

本発明は、プログラマブルコントローラにおけるＣＰＵユニット、Ｉ／Ｏユニット、インテリジェントユニット、ネットワークユニット等の各被表示ユニットの動作状態を発光・消光により表示する表示ユニットに関するものである。

従来、プリント基板上に設けられたＬＥＤチップからの光を導く導光部材が複数個並んで形成されたレンズと、上記複数個の導光部材の各入射面同士の間隙に設けられ上記ＬＥＤチップからの光の漏れを防止する仕切り板と、上記レンズの対物面を嵌合することによりレンズを固定するマスクと、このマスクに設けられ上記レンズから導かれた光で抜き文字の用途を確認できる表示名板と、上記マスクにより固定されたレンズを覆うカバーと、上記プリント基板に対して上記ＬＥＤチップと上記入射面が近接すべく取り付ける取り付け部材と、を備えたプログラマブルコントローラの表示ユニットが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、従来、外装ケースと、該外装ケース内に収容された光源と、上記外装ケースに装着された複数のレンズ部材と、上記外装ケース内に収容され、上記光源か放射された光を２以上の方向に導く分光手段とを備え、上記各レンズ部材は、それぞれ異なった方向に向けて上記外装ケース外に突出するレンズ部と、上記外装ケース内に存在する基部とを有してなり、上記分光手段は、上記光源から放射された光の一部をいずれかのレンズ部材の基部側に反射させると共に、上記光源から放射された光の他の部分を分光手段内に入光させる少なくとも１つの受光面と、該受光面から分光手段内に入光された上記光を他のレンズ部材の基部側に放射する少なくとも１つの放射面とを有してなる多方向表示素子が知られている（例えば、特許文献２参照）。

また、従来、筐体内部に設けられた発光素子からの光を筐体外部に射出させる導光体において、少なくとも１つの梨地状の反射面を有し、入光する光の少なくとも１部が反射面で反射されて射出するようにし、輝度に斑のない均一な光を視認することができ、又複数方向からの視認が可能とした導光体が知られている（例えば、特許文献３参照）。

特許第３５３２７９４号公報 実開平６−８７９９４号公報 特開平９−２５２３３７号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された従来の技術によれば、ＬＥＤチップの光は、表示名板に対向する１方向からしか視認することができない。そのため、表示ユニットを備えるプログラマブルコントローラの設置場所及び設置方向に制約を受ける、という問題があった。

また、上記特許文献２に記載された従来の技術によれば、同時に多方向に対する表示が可能であるが、外装ケース、複数のレンズ部材及び分光手段の多くの部材を必要とする。そのため、小型化が難しく、高コストである、という問題があった。

また、上記特許文献３に記載された従来の技術によれば、導光体において、少なくとも１つの梨地状の反射面を有し、入光する光の少なくとも１部が反射面で反射されて射出するようにし、複数方向からの視認が可能であるが、その視野角は、４５°が限界であった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、プログラマブルコントローラの略直方体筐体の前面角部に光射出部が設置され、略９０°の視野角を有し、略９０°異なる方向から発光・消光を視認可能であって、シンプルでコンパクトな表示ユニットを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、筐体内に設置され、プログラマブルコントローラの被表示ユニットの動作状態を発光・消光により表示する発光素子と、一端に前記発光素子の光が入射される光入射部が形成され、他端に前記入射された光を前記筐体外に射出する光射出部が形成された棒状の導光体と、を備え、前記被表示ユニットの動作状態を前記光射出部に表示する表示ユニットにおいて、前記光射出部は、光の進行方向に対して傾斜する傾斜面を有し、当該傾斜面には、前記光の一部を透過し、他の部分を乱反射するように、シボ加工が施されていることを特徴とする。

この発明によれば、略９０°の角度範囲の全ての方向から光射出部の発光・消光を視認可能であって、シンプルでコンパクトな表示ユニットが得られる、という効果を奏する。

以下に、本発明にかかるプログラマブルコントローラの表示ユニットの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明にかかる表示ユニットの実施の形態１の発光素子及びＬ字形の棒状の導光体を示す側面図であり、図２は、図１のＡ部拡大図であって導光体の光射出部の形状を示す図であり、図３は、光射出部の下方斜視図であり、図４は、複数のＬ字形の導光体をリブにより連結した実施の形態１の光ガイドを示す斜視図であり、図５は、光ガイドを保持する実施の形態１のベースを示す斜視図であり、図６は、光ガイドとベースとから成る実施の形態１の表示ユニットを示す斜視図であり、図７は、本発明の実施の形態１の表示ユニットが組込まれるプログラマブルコントローラの一部の外観を示す斜視図であり、図８は、実施の形態１の表示ユニットが組込まれたプログラマブルコントローラの要部を示す縦断面図である。

図１に示すように、プログラマブルコントローラ６０（図７及び図８参照）のＣＰＵユニット、Ｉ／Ｏユニット、インテリジェントユニット、ネットワークユニット等の各被表示ユニット（図示せず）の動作状態を発光・消光により表示する各発光素子（ＬＥＤ）２１は、基板２０の端部に５．１ｍｍピッチで一列に実装され、プログラマブルコントローラ６０の略直方体状の筐体６２内に設置されている。

一端に発光素子２１の光が入射される光入射部１２が端面として形成され、他端に、入射された光を筐体６２外に射出する光射出部１６が形成されたポリカーボネート製棒状の透明導光体１０が、光入射部１２を発光素子２１に臨ませ、光射出部１６を、略直方体状に形成された筐体６２の前面角部に臨ませて、筐体６２内に配置されている。

棒状の導光体１０は、中間部で略直角に屈曲し、屈曲部に、棒状の導光体１０内を進む光を略直角に反射する反射面１４が形成されている。棒状の導光体１０の屈曲形状は、発光素子２１の設置位置と筐体６２の内部構造に応じて適宜形成することができる。発光素子２１と導光体１０とは、実施の形態１の表示ユニット５０を構成している。表示ユニット５０は、プログラマブルコントローラ６０の各被表示ユニットの動作状態を光射出部１６に表示することができる。

図２及び図３に示すように、光射出部１６には、棒状の導光体１０の長手方向、すなわち、光の進行方向に対して傾斜する傾斜面１６ａを形成し、傾斜面１６ａには、棒状の導光体１０内を進行してくる光の一部を散乱させて透過させ、光の他の部分を光の進行方向に交差する方向に乱反射させるように、シボ加工を施している。

傾斜面１６ａのシボ加工は、ポリカーボネート製の導光体１０を射出成型する金型の傾斜面をエッチングして、微細な凹凸を形成しておくことにより施すことができる。光の進行方向に対する傾斜面１６ａの傾斜角αは、光の透過及び反射面となる傾斜面の面積をなるべく大きくし、光の射出量を多くするために、４５°より小さくし、α＝２１°±３°とするのが望ましい。図２に示すように、実施の形態１の光射出部１６の傾斜面１６ａは、傾斜角α＝２１°、傾斜部の長さＳ＝５ｍｍ、傾斜部の高さＴ＝２ｍｍとしている。

傾斜面１６ａの傾斜角αを、α＝２１°±３°とし、シボ加工を施すことにより、光射出部１６は、棒状の導光体１０の長手方向から長手方向と直交する方向の角度範囲に亘り、傾斜面１６ａ、垂直面１６ｂ及び上面１６ｃから光を放射させ、射出光の視野角が９０°以上となる。

図４に示すように、プログラマブルコントローラ６０の複数の被表示ユニット（図示せず）に対応する複数の導光体１０が、リブ１８及びリブ１９により一体に連結され、光ガイド３０を構成している。また、各発光素子２１、２１及び各導光体１０、１０は、５．０８ｍｍ以上のピッチで配置（連結）されている。

５．０８ｍｍ以上のピッチで配置することにより、光放射角７０°の通常のＬＥＤ２１の光が、隣の導光体１０の光入射部１２に入射してしまうことはない。それ故、隣り合うＬＥＤ２１、２１同士及び光入射部１２、１２同士の間に仕切板等を設置する必要はない。

図５及び図６に示すように、導光体１０、１０は、樹脂（ＰＢＴ＋ＰＣ）製のベース４０に形成された溝４２、４２内に保持され、図８に示すように、ベース４０を介して筐体６２内に設置されている。導光体１０、１０が連結されて構成された光ガイド３０とベース４０と発光素子２１、２１とで、表示ユニット５０を構成している。

図８に示すように、光射出部１６は、略直方体状に形成された筐体６２の、透明樹脂で形成された前面６２ｂの角部（面取り部６２ａが形成されている）に配置され、筐体６２の前方から前方と直交する方向（上方）の角度範囲に亘って光を放射させ、筐体６２の前方からも、上方からも、光射出部１６の発光・消光を視認することができる。筐体６２の前面６２ｂ及び上面６２ｃの各光射出部１６、１６近傍には、プログラマブルコントローラ６０の各被表示ユニットを示す記号が表示されていて、どのユニットが作動しているかを知ることができる。

以上説明したように、実施の形態１の表示ユニット５０は、筐体６２内に設置され、プログラマブルコントローラ６０の各被表示ユニットの動作状態を発光・消光により表示する発光素子２１と、一端に発光素子２１の光が入射される光入射部１２が形成され、他端に入射された光を筐体６２の外部に射出させる光射出部１６が形成された棒状の導光体１０と、を備え、各ユニットの動作状態を光射出部１６に表示する表示ユニット５０において、光射出部１６は、光の進行方向に対して傾斜する傾斜面１６ａを有し、傾斜面１６ａには、光の一部を透過し、他の部分を乱反射するように、シボ加工が施されているので、略９０°の角度範囲の全ての方向から光射出部１６の発光・消光を視認可能であって、シンプルでコンパクトな構造となっている。

実施の形態２．
図９は、本発明にかかる表示ユニットの実施の形態２の発光素子及びＬ字形の棒状の導光体を示す側面図であり、図１０は、実施の形態２の表示ユニットが組込まれたプログラマブルコントローラの要部を示す模式図である。

図９及び図１０に示すように、一端に発光素子２１の光が入射される光入射部８２が端面として形成され、他端に、入射された光をプログラマブルコントローラ６０の筐体６２外に射出する光射出部８６が形成されたポリカーボネート製棒状の透明導光体８０が、光入射部８２を発光素子２１に臨ませ、光射出部８６を、略直方体状に形成された筐体６２の前面角部に臨ませて、筐体６２内に配置されている。

棒状の導光体８０は、中間部で鈍角に屈曲し、屈曲部に、棒状の導光体８０内を進む光を略直角に反射する反射面８４が形成されている。棒状の導光体８０の縦方向寸法Ｙ、横方向寸法Ｘ及び屈曲形状は、発光素子２１の設置位置と筐体６２の内部構造に応じて適宜形成することができる。導光体８０、８０は、プログラマブルコントローラ６０の各被表示ユニットの動作状態を光射出部８６、８６に表示することができる。

図９に示すように、光射出部８６には、棒状の導光体８０の長手方向、すなわち、光の進行方向に対して傾斜する傾斜面８６ａを形成し、傾斜面８６ａには、棒状の導光体８０内を進行してくる光の一部を透過させ、光の他の部分を光の進行方向に交差する方向に乱反射させるように、シボ加工を施している（実施の形態２においては、必ずしもシボ加工を施さなくてもよい）。

光の進行方向に対する傾斜面８６ａの傾斜角αは、光の一部を略直角に上方へ反射させるように略４５°としている。また、図９に示すように、実施の形態２の光射出部８６の上面８６ｃは、上方へ反射された光を集光するように凸曲面に形成している。

傾斜面８６ａの傾斜角αを、略４５°とし、光射出部８６の上面８６ｃを凸曲面に形成することにより、実施の形態２の光射出部８６は、棒状の導光体８０の長手方向と、長手方向と直交する方向（上方）の２方向に、傾斜面８６ａ及び上面８６ｃから光を放射させるので、略直角２方向から射出光を視認することができる。

それ故、図１０に示すように、プログラマブルコントローラ６０の上方又は側方に、ＣＰＵユニット、Ｉ／Ｏユニット、インテリジェントユニット、ネットワークユニット等の被表示ユニット９０が設置されたときは、プログラマブルコントローラ６０の前方から被表示ユニットの動作状態を視認することができ、上方又は側方に被表示ユニットが設置されていないときは、上方又は側方からも視認することができる。

以上、説明した実施の形態２の光射出部８６以外の部分は、実施の形態１の表示ユニット５０と同等であるので、その詳細な説明は省略する。

以上のように、本発明にかかる表示ユニットは、ユーザー側の都合によって、設置場所及び設置方向が変更されるプログラマブルコントローラに有用である。

本発明にかかる表示ユニットの実施の形態１の発光素子及びＬ字形の棒状の導光体を示す側面図である。 図１のＡ部拡大図であって導光体の光射出部の形状を示す図である。 光射出部の下方斜視図である。 複数のＬ字形の導光体をリブにより連結した実施の形態１の光ガイドを示す斜視図である。 光ガイドを保持する実施の形態１のベースを示す斜視図である。 光ガイドとベースとから成る実施の形態１の表示ユニットを示す斜視図である。 本発明の実施の形態１の表示ユニットが組込まれるプログラマブルコントローラの一部の外観を示す斜視図である。 実施の形態１の表示ユニットが組込まれたプログラマブルコントローラの要部を示す縦断面図である。 本発明にかかる表示ユニットの実施の形態２の発光素子及びＬ字形の棒状の導光体を示す側面図である。 実施の形態２の表示ユニットが組込まれたプログラマブルコントローラの要部を示す模式図である。

符号の説明

１０，８０ 導光体
１２，８２ 光入射部
１４，８４ 反射面
１６，８６ 光射出部
１６ａ，８６ａ 傾斜面
１６ｂ 垂直面
１６ｃ，８６ｃ 上面
１８，１９ リブ
２０ 基板
２１ 発光素子（ＬＥＤ）
３０ 光ガイド
４０ ベース
４２ 溝
５０ 表示ユニット
６０ プログラマブルコントローラ
６２ 筐体
６２ａ 面取り部
６２ｂ 前面
６２ｃ 上面
９０ 被表示ユニット

Claims (4)

1. 筐体内に設置され、プログラマブルコントローラの被表示ユニットの動作状態を発光・消光により表示する発光素子と、
   一端に前記発光素子の光が入射される光入射部が形成され、他端に前記入射された光を前記筐体外に射出する光射出部が形成された棒状の導光体と、
   を備え、前記被表示ユニットの動作状態を前記光射出部に表示する表示ユニットにおいて、
   前記光射出部は、光の進行方向に対して傾斜する傾斜面を有し、
   当該傾斜面には、前記光の一部を透過し、他の部分を乱反射するように、シボ加工が施されていることを特徴とする表示ユニット。
2. 光の進行方向に対する前記傾斜面の傾斜角αは、４５°より小さいことを特徴とする請求項１に記載の表示ユニット。
3. 前記傾斜角αは、２１°±３°であることを特徴とする請求項２に記載の表示ユニット。
4. 前記光射出部は、略直方体状に形成された前記筐体の前面角部に配置され、前記筐体の前方から前方と直交する方向の角度範囲に亘って光を放射させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の表示ユニット。

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