JP4315986B2 - 発光ダイオードを備えた電子機器 - Google Patents

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Description

本発明は、主として屋外に設置されて使用され、動作の状態を示す発光ダイオードを備えた電子機器に関する。
近年、電流により発光する半導体素子の一種であるLED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)は、急速に発展し、普及し続けている。LEDは、長寿命、省電力、高輝度といった特徴を併せ持つことにより、機器の動作の状態を示すために、多くの電子機器に用いられている。
例えば、複数のLEDが機器の内部に配置され、外部から各LEDの発光を視認することによって、電源供給や通信などが正常か否かをユーザが確認できるようになっているものがある。
しかし、電子機器の内部に複数のLEDが並んで配置されている場合に、1つのLEDの発光が隣のLEDの方へ漏れ、ユーザが機器の外部から見たときに、周囲の照明の状態によっては、どのLEDが発光しているのかの判断が難しくなることがあった。
そこで、複数のLEDそれぞれの間に何らかの遮光用の部品を配置することにより、LEDの発光の漏れを防ぐ技術が提案されている。
例えば、特許文献1には、複数のLEDの発光を導くレンズとそれを貫通するように配置される遮光壁とを備えることによって、遮光壁を介して隣り合うLED同士では、それぞれの発光が遮断されるように構成された発光ダイオード表示装置が、提案されている。
特許文献2には、導光部材と遮光部材とを用いて個々のLED毎に連なった導光パイプを製作し、LEDと表示面との間に配置することによって、互いに隣接するLEDの発光の漏れを防ぐように構成されたLED表示装置が、提案されている。
また、LEDを備えた従来の電子機器であって、移動体通信において屋外に設置されて用いられる、以下のような基地局装置も提案されている。
図11は、従来の基地局装置9の底面付近の内部の構成を示す断面図である。
基地局装置9は、筐体本体93、蓋体94、プリント基板ユニット95、サブ基板ユニット96、およびその他の種々の部品を有する。
筐体本体93は、角筒状の周壁部の一方の開口部に図示しない底板部が固定されている。筐体本体93は、プリント基板ユニット95、サブ基板ユニット96、および基地局装置9を構成するその他の種々の部品を収納する。
プリント基板ユニット95は、その表面に、図示しないLSI(半導体集積回路素子)など種々の電子部品を有し、取り付け金具102によって、筐体本体93に固定されている。
サブ基板ユニット96は、その表面にLED97を有し、取り付け金具103によって、筐体本体93に固定されている。サブ基板ユニット96は、配線104によって、プリント基板ユニット95と電気的に接続されている。LED97には、それぞれに筒状の不透明な樹脂部品105がかぶせられている。
蓋体94は、正面視が長方形の板状に形成され、図示しないねじで固定されることにより筐体本体93の開口部を閉塞する。蓋体94は、表示パネル98を有する。表示パネル98は、LED97の発光を基地局装置9の外部から視認できるようにするためのものである。
なお、サブ基板ユニット96がプリント基板ユニット95とは別に設けられているのは、表示パネル98にLED97を近づけることによって、LED97の発光の視認性を向上させるためである。
表示パネル98は、板状体106、押さえ部材107を有する。板状体106は、透明なアクリル製であり、蓋体94に設けられた開口穴108を覆っている。押さえ部材107は、板状体106の表面に接して配置されており、図示しないねじによって蓋体94に取り付けられて、板状体106を押さえつけている。押さえ部材107には、LED97の発光を個別に誘導するための穴109が、LED97の個数に応じて複数設けられている。
この例では、LED97にかぶせられた樹脂部品105および表示パネル98の押さえ部材107に設けられた穴109を通じて、それぞれの発光を拡散しないように誘導させることにより、蓋体94の表面にLED97の点灯を個別に表示させている。
このような構成によって、基地局装置9は、内部に備えたLED97の発光が外部から視認されるようになっている。
特開平01−165182号公報 特開平11−024608号公報
しかしながら、上に述べたLEDを備えた従来の電子機器は、図11の基地局装置9のように、プリント基板ユニットおよびLEDの他に、発光の拡散防止用の樹脂部品、サブ基板ユニット、サブ基板ユニットの取り付け金具、プリント基板ユニットとサブ基板ユニットとの間の配線などを必要としていた。このため、構成部品が多くなり、装置内の構造が複雑化するという問題があった。
この問題は、特許文献1で提案された発光ダイオード表示装置を電子機器に用いた場合でも、同様に発生すると考えられる。
また、移動体通信における基地局装置などは、屋外に設置されることも多く、防水性を考慮した密閉構造で構成される必要がある。このため、各部品の公差の積み上げや取り付け誤差によっては、それぞれのLEDの位置と筐体表面の表示パネルに設けられた個々の穴の位置とを合わせるための位置決めが難しくなるという問題があった。また、密閉構造であるがゆえに、筐体を密閉した後では、取り付け位置の修正も難しいという問題があった。
この問題は、特許文献2で提案されたLED表示装置を電子機器に用いた場合でも、同様に発生すると考えられる。
本発明は、このような課題に鑑み、機器を構成する部品点数を削減し、LEDと表示パネルとの位置決めを容易に行うことができる電子機器を提供することを目的とする。
本発明に係る電子機器は、屋外に設置されて使用される電子機器であって、当該電子機器を構成する部品を収納する筐体本体と、前記筐体本体の開口部を閉塞する蓋体と、当該電子機器の制御を行う半導体集積回路素子を表面に搭載し、前記筐体本体の内部において表面を前記蓋体側に向けて配置されたプリント基板ユニットと、記プリント基板ユニットと前記蓋体との間に配置され、金属材料からなり、複数の穴を有し、前記半導体集積回路素子および前記蓋体に密着し、前記半導体集積回路素子の発する熱を前記蓋体に伝達する熱伝導部が一体に設けられたブロックとを備え、前記プリント基板ユニットは、当該電子機器の動作状態を示す複数の発光ダイオードを、その表面に有しており、前記蓋体は、前記プリント基板ユニットにおいて前記複数の発光ダイオードが配置された領域よりも面積が大きく且つ透明な材料で覆われた窓部を、前記領域に対向して有しており、前記ブロックは、前記複数の発光ダイオードの発光が、前記複数の穴および前記窓部を通じて当該電子機器の外部からそれぞれ個別に視認されるように配置されている。
このため、新たなプリント基板ユニットを用いることなく、発光ダイオードの発光を電子機器の外部に誘導することができる。
また、発光ダイオードの発光を誘導するブロックを用いて、電子機器が備える半導体集積回路素子の冷却をおこなうことができる。
好ましくは、前記窓部は、水の侵入を防ぐためのシール材と、前記透明な材料からなる板状体と、枠状の押さえ部材とを有しており、前記シール材は、前記蓋体に設けられた開口穴の周囲に配されており、前記板状体は、前記シール材を挟むようにして前記開口穴を覆っており、前記押さえ部材は、前記板状体の表面に接して配置されており、ねじによって前記蓋体に取り付けられて前記板状体を押さえつけている。
このため、電子機器を防水構造としながらも、発光ダイオードまたは窓部の位置に多少のずれが生じても、発光ダイオードの発光の視認性を損なわない。なお、本発明において「防水構造」とは、防滴構造、防雨構造など、防水性を有する構造を含む。
本発明によると、電子機器の部品点数を削減することができ、発光ダイオードと表示パネルとの位置合わせを容易に行うことができる。また、同時に半導体集積回路素子の冷却をおこなうことができる。
図1は本願発明に係る一実施形態の基地局装置(電子機器)1の正面図、図2は図1の基地局装置1の要部を拡大して示す正面図、図3は図1の基地局装置1の蓋体4を取り外して底面付近の内部の構成を示す斜視図、図4は図1の基地局装置1のA−A矢視断面図、図5は図4の表示パネル(窓部)41を拡大して示す断面図である。
基地局装置1は、携帯電話などの移動体通信において、電波の不感地帯の解消を目的として屋外に設置されて使用される基地局装置であり、配線の一種である光ケーブル52や図示しないAC電源配線などが接続される。基地局装置1は、筐体本体3、蓋体4、プリント基板ユニット5、ブロック6、およびその他の種々の部品を有する。
筐体本体3は、アルミダイキャスト製であり、角筒状の周壁部11の一方の開口部に底板部12が図示しないねじで固定されている。筐体本体3は、プリント基板ユニット5、ブロック6、および基地局装置1を構成するその他の種々の部品を収納する。
蓋体4は、筐体本体3と同じアルミダイキャスト製であり、正面視が長方形の板状に形成され、その表面に基地局装置1内部の熱を放熱するためのフィン14を有する。蓋体4は、ねじ15で固定されることにより筐体本体3の開口部を閉塞する。また、筐体本体3と蓋体4との接合部にゴムパッキン16が配置され、これによって内部に水が侵入しない防水構造となっている。
図4において、プリント基板ユニット5は、その表面に複数のLED(発光ダイオード)21、LSI(半導体集積回路素子)22、およびその他の種々の電子部品を有し、取り付け金具23とねじ24によって筐体本体3に固定されている。LED21は、SMD(Surface Mount Device)と呼ばれる表面実装型で、各LED21の発光状態によって基地局装置1の動作状態を示すものである。
LED21の発光状態として、例えば、点灯、点滅、消灯など、また、速い点滅や遅い点滅、これらに表示色の変化を加えたものなど、種々の発光状態を設定することが可能である。なお、本実施形態では、LED21として、発光の正面側から見た形状が矩形であるものを使用しているが、円形、三角形、その他の形状のものを用いてもよい。
ブロック6は、アルミニウム合金などの金属材料からなり、その表面から底面へ貫通する断面が円形の複数の穴34を有する。穴34は、LED21の発光をブロック6の表面に誘導し、各LED21の発光状態を各穴34を通じてそれぞれ個別に視認できるようにするためのものであり、各LED21の配置に合わせて1つずつ対応して設けられている。ブロック6は、LED21がそれぞれ穴34に1つずつ入るように、かつプリント基板ユニット5においてLED21が配置された領域ALを覆うように、プリント基板ユニット5の表面に配置される。
また、ブロック6の表面には、ラベル35が貼り付けられている。ラベル35は、透明な合成樹脂性のフィルムに例えばシルク印刷を行ったものである。その印刷内容は、例えば、「POWER」「LINK」「STATUS」「BUSY」「ERROR」など、各LED21の発光が示す意味などを表したものである。なお、ブロック6の表面にラベル35を貼り付けることに代えて、ブロック6の表面に直接に印刷を行ってもよい。直接に印刷したものも、本明細書においては「ラベル」という。
図4において、蓋体4は、表示パネル41を有する。表示パネル41は、LED21の発光を基地局装置1の外部から視認できるようにするためのものであり、蓋体4に設けられた開口穴17をアクリルなどの透明な材料を用いて覆っている。表示パネル41は、領域ALに対向して配置され、領域ALよりも大きい面積を持つ。
図2において、領域ALの上には、ブロック6が配置されているため、基地局装置1の外部からは、表示パネル41を通じて、ブロック6の表面のラベル35、および穴34により誘導されたLED21の発光が視認される。なお、ブロック6は不透明な材料からなるので、互いに隣接するLED21の発光が漏れることはない。
また、ブロック6は、金属材料からなることにより、LSI22の発する熱を蓋体4に伝達して冷却するための熱伝導部としての機能も兼ね備えている。図4において、ブロック6は、その底面の一部において、熱伝導シート36aを介してLSI22と密着するように配置されている。また、その表面の一部においても、熱伝導シート36bを介して蓋体4と密着するように配置されている。熱伝導シート36a,36bは、2mm程度の厚みがあり、装着時には1mm程度にまで縮むことが可能であって、部品の配置における誤差を吸収して密着性を確保するものである。
なお、プリント基板ユニット5の表面において、プリント基板ユニット5とブロック6との間には絶縁シート27が配置されている。
上述の通り、基地局装置1は、内部に水が侵入しない防水構造となっており、光ケーブル52、AC電源配線、その他の配線などが接続される。防水構造の実現のために、基地局装置1は、これらのケーブルの引き込み口18を底面に複数有する。LSI22およびその他の図示しないLSIは、光ケーブル52から入力される信号を処理するために、引き込み口18の付近に配置されている。また、LED21は、処理された信号の状態や信号の入出力状態などを表示するために、その近辺に配置されている。なお、LSI22およびその周辺のLSIとして、例えば、CPU、DSP、A/D変換素子、メモリ素子、その他の種々の素子が用いられる。
表示パネル41は、防水構造の実現のために、以下のような構造となっている。
図5において、上述の通り、蓋体4には開口穴17が設けられている。開口穴17は、プリント基板ユニット5においてLED21が配置された領域ALに対向して配置されている。基地局装置1の外部から視認されるべきLED21を全て含むように、開口穴17は、領域ALよりも大きい面積を持つ。また、開口穴17の周囲には、階段状に2段に深くなる凹部19,20が設けられている。
表示パネル41は、シール材42、板状体43、押さえ部材44、およびねじ45により構成されている。
シール材42は、枠状に形成され、粘着力を有するシート状のものである。シール材42は、開口穴17にかぶさらないように凹部19に貼り付けられている。
板状体43は、透明なアクリル製であり、長方形に近い形状に形成されている。板状体43は、シール材42を挟むようにして凹部19に配置され、開口穴17を覆っている。
押さえ部材44は、金属製であり、枠状に形成されている。押さえ部材44は、板状体43の表面に接するようにして凹部20に配置され、ねじ45によって蓋体4に取り付けられて板状体43を押さえつけている。
次に、ブロック6についてさらに詳しく説明する。
図6はブロック6の正面図、図7はブロック6の背面図、図8はブロック6の左側面図、図9はブロック6の底面図、図10は図6のブロック6のB−B矢視断面図である。
図6〜図10において、ブロック6は、蓋体4に設けられた凹部19,20の内部側(図5参照)との干渉を避けるために、表面に段差が付けられた形状に形成されている。つまり、ブロック6は、略直方体状の熱伝導部6aとそれよりも若干小さい略直方体状の光伝達部6bとが一体となった形状である。ブロック6は、その底面に凸部61,62を有し、また、側面から突出した4つの脚部63a,63b,64a,64bを有する。
ブロック6は、光伝達部6bにおいて、その表面から底面へ貫通する8つの穴34を有する。なお、本実施形態では、LED21および穴34の数をそれぞれ8個ずつとしているが、それぞれの数はいくつであってもよい。穴34の形状および大きさは、LED21が入るものであれば特に問わない。
図7において、凸部61は、領域ALとほぼ同じ表面領域をもっており、穴34を全て含むように設けられている。凸部61は、ブロック6がプリント基板ユニット5に固定されて使用される際には、LED21に覆いかぶさり、プリント基板ユニット5にほぼ密着することによって、LED21の発光が隣や他方へ漏れるのを防ぐ。
凸部62は、ブロック6がプリント基板ユニット5に固定されて使用される際には、熱伝導シート36aを介してLSI22と密着する。
脚部63a,63bには、それぞれボス部65a,65bが設けられている。脚部64a,64bには、それぞれねじ穴66a,66bが設けられている。
ブロック6は、ボス部65a,65bがプリント基板ユニット5に設けられた図示しないボス受け穴にそれぞれ嵌入することによって、位置決めがなされている。ブロック6は、各ねじ穴66a,66bにねじ67が螺合することによって、プリント基板ユニット5に固定されている。
以上述べたように、本発明に係る基地局装置1においては、従来の基地局装置で使用されていた発光の拡散防止用の樹脂部品、サブ基板ユニットおよびその周辺の部品が不要になる。このため、基地局装置の部品点数が削減され、部品に費やすコストを下げることができる。また、部品点数が減ることによって、組み立てや位置調整に要する工数を減らすことができる。
また、従来の基地局装置では、基地局装置表面にLED毎に設けられた小さな穴の位置とLEDの位置とを合わせるための調整は必須であった。一方、本発明に係る基地局装置1においては、プリント基板ユニットにおいて複数のLEDが配置された領域が、蓋体に設けられた開口穴または表示パネルの押さえ部材の枠内に入っていればよい。つまり、各部品の位置に多少のずれが生じても、LEDの発光の視認性に問題はない。このため、各部品の位置を合わせる調整がほとんど不要となり、例えば、従来のように位置の再調整のために一旦閉めた蓋体4を取り外して取り付け直すといった手間が不要となり、位置調整に要する工数を減らすことができる。
また、LEDの発光の誘導をブロック6により行うので、LEDの実装位置と表示パネル41との間隔が変わった場合でもブロック6の寸法をそれに合わせて変更することにより対応することができ、設計の自由度が向上する。
また、本発明に係る基地局装置1においては、ブロックに熱伝導部としての機能も持たせている。このため、LEDの発光の誘導およびLSIの冷却を少ないスペースで同時に行わせることができる。熱伝導部6aと光伝達部6bとが一体となっているので、熱伝導部が単体で構成された従来のものよりも放熱効果が高くなり、放熱特性(熱伝達特性)が向上する。
なお、本実施形態では、ブロック6の脚部63,64を計4個設けているが、ブロック6の位置決めおよび固定ができれば、且つプリント基板ユニット5の表面上の他の回路および部品等を避けるように配置できれば、脚部は何個であってもよい。
上に述べた実施形態において、筐体本体、蓋体、プリント基板ユニット、フィン、ねじ、ゴムパッキン、取り付け金具、シール材、板状体、押さえ部材、その他基地局装置の全体または各部の構造、形状、寸法、個数、材質などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。
また、本発明は、LEDを備えた種々の形状および構造の電子機器に適用することが可能である。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず種々の形態で実施することが可能である。
(付記1)
屋外に設置されて使用される電子機器であって、
当該電子機器を構成する部品を収納する筐体本体と、
前記筐体本体の開口部を閉塞する蓋体と、
当該電子機器の動作に必要な電子部品を搭載し、前記筐体本体の内部において表面を前記蓋体側に向けて配置されたプリント基板ユニットと、
不透明の材料からなり、複数の穴が穿設され、前記プリント基板ユニットと前記蓋体との間に配置されたブロックとを備え、
前記プリント基板ユニットは、当該電子機器の動作状態を示す複数の発光ダイオードを、その表面に有しており、
前記蓋体は、前記プリント基板ユニットにおいて前記複数の発光ダイオードが配置された領域よりも面積が大きく且つ透明な材料で覆われた窓部を、前記領域に対向して有しており、
前記ブロックは、前記複数の発光ダイオードの発光が、前記複数の穴および前記窓部を通じて当該電子機器の外部からそれぞれ個別に視認されるように配置されている、
ことを特徴とする電子機器。
(付記2)
前記プリント基板ユニットは、当該電子機器の制御等を行う半導体集積回路素子を、その表面に有しており、
前記ブロックは、金属材料からなり、前記半導体集積回路素子および前記蓋体に密着して配置されて前記半導体集積回路素子の発する熱を前記蓋体に伝達して冷却するための熱伝導部が、一体に設けられている、
付記1記載の電子機器。
(付記3)
前記ブロックには、前記窓部を通じて当該電子機器の外部から視認される位置に、前記複数の発光ダイオードの表示内容を示すラベルが設けられている、
付記1または2記載の電子機器。
(付記4)
当該電子機器は、内部に水が侵入しない構造となっている、
付記1ないし3のいずれかに記載の電子機器。
(付記5)
当該電子機器は、外部との信号の授受を行うための配線の引き込み口を底面に有しており、
前記複数の発光ダイオードおよび前記半導体集積回路素子は、それぞれ、前記引き込み口の付近に配置されて、前記配線から入力される信号を処理するように構成されている、
付記1ないし4のいずれかに記載の電子機器。
(付記6)
前記窓部は、水の侵入を防ぐためのシール材と、前記透明な材料からなる板状体と、枠状の押さえ部材とを有しており、
前記シール材は、前記蓋体に設けられた開口穴の周囲に配されており、
前記板状体は、前記シール材を挟むようにして前記開口穴を覆っており、
前記押さえ部材は、前記板状体の表面に接して配置されており、ねじによって前記蓋体に取り付けられて前記板状体を押さえつけている、
付記4または5記載の電子機器。
(付記7)
前記ブロックは、ボス部が設けられた脚部とねじ穴が設けられた脚部とを有しており、前記ボス部が前記プリント基板ユニットに設けられたボス受け穴に嵌入することによって位置決めがなされていて、前記ねじ穴に所定のねじが螺合することによって前記プリント基板ユニットに固定されている、
付記1ないし6のいずれかに記載の電子機器。
本願発明に係る一実施形態の基地局装置の正面図である。 図1の基地局装置の要部を拡大して示す正面図である。 図1の基地局装置の蓋体を取り外して底面付近の内部を示す斜視図である。 図1の基地局装置のA−A矢視断面図である。 図4の表示パネルを拡大して示す断面図である。 ブロックの正面図である。 ブロックの背面図である。 ブロックの左側面図である。 ブロックの底面図である。 図6のブロックのB−B矢視断面図である。 従来の基地局装置の蓋体を取り外して底面付近の内部を示す斜視図である。
符号の説明
1,9 基地局装置(電子機器)
3 筐体本体
4 蓋体
5 プリント基板ユニット
6 ブロック
15,24,45,67 ねじ
17 開口穴
18 引き込み口
21 LED(発光ダイオード)
22 LSI(半導体集積回路素子)
34 穴
35 ラベル
41 表示パネル(窓部)
42 シール材
43 板状体
44 押さえ部材
52 光ケーブル(配線)
61,62 凸部
63a,63b,64a,64b 脚部
65a,65b ボス部
66a,66b ねじ穴
AL 領域

Claims (4)

  1. 屋外に設置されて使用される電子機器であって、
    当該電子機器を構成する部品を収納する筐体本体と、
    前記筐体本体の開口部を閉塞する蓋体と、
    当該電子機器の制御を行う半導体集積回路素子を表面に搭載し、前記筐体本体の内部において表面を前記蓋体側に向けて配置されたプリント基板ユニットと、
    記プリント基板ユニットと前記蓋体との間に配置され、金属材料からなり、複数の穴を有し、前記半導体集積回路素子および前記蓋体に密着し、前記半導体集積回路素子の発する熱を前記蓋体に伝達する熱伝導部が一体に設けられたブロックとを備え、
    前記プリント基板ユニットは、当該電子機器の動作状態を示す複数の発光ダイオードを、その表面に有しており、
    前記蓋体は、前記プリント基板ユニットにおいて前記複数の発光ダイオードが配置された領域よりも面積が大きく且つ透明な材料で覆われた窓部を、前記領域に対向して有しており、
    前記ブロックは、前記複数の発光ダイオードの発光が、前記複数の穴および前記窓部を通じて当該電子機器の外部からそれぞれ個別に視認されるように配置されている、
    ことを特徴とする電子機器。
  2. 当該電子機器は、外部との信号の授受を行うための配線の引き込み口を底面に有しており、
    前記複数の発光ダイオードおよび前記半導体集積回路素子は、それぞれ、前記引き込み口の付近に配置されて、前記配線から入力される信号を処理するように構成されている、
    請求項記載の電子機器。
  3. 前記窓部は、水の侵入を防ぐためのシール材と、前記透明な材料からなる板状体と、枠状の押さえ部材とを有しており、
    前記シール材は、前記蓋体に設けられた開口穴の周囲に配されており、
    前記板状体は、前記シール材を挟むようにして前記開口穴を覆っており、
    前記押さえ部材は、前記板状体の表面に接して配置されており、ねじによって前記蓋体に取り付けられて前記板状体を押さえつけている、
    請求項記載の電子機器。
  4. 前記ブロックは、ボス部が設けられた脚部とねじ穴が設けられた脚部とを有しており、前記ボス部が前記プリント基板ユニットに設けられたボス受け穴に嵌入することによって位置決めがなされていて、前記ねじ穴に所定のねじが螺合することによって前記プリント基板ユニットに固定されている、
    請求項1ないしのいずれかに記載の電子機器。
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