JP5085586B2 - 表示器および電気装置 - Google Patents

Description

この発明は、例えば配電線の各種電気量、すなわち電圧、電流、電力、電力量、漏電電流などを計測する電気装置に関し、特に基板に実装された複数の発光源を発光させ、数字や文字等を表示する表示器に関するものである。

従来の表示器は、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、以下ＬＥＤと略称する）を用いて７つの導光孔、すなわち７セグメントで数字を表示していた。このＬＥＤチップは基板に半田実装され、ＬＥＤチップの表面に反射枠を被着することで、ＬＥＤチップから放射された光を効率良く前面に反射するようにしていた。

また、隣接するＬＥＤチップからの光が漏れ、各導光孔の明暗がはっきりせず表示された数字の判別がしにくくなることを防止するために、絶縁性で弾力性のある部材からなり、基板に固着したＬＥＤチップよりもやや大き目に選定した挿通孔を形成した遮光シートを基板と反射枠との間に挿入していた。

特開平１１−１６７３５７号公報（図１）

しかしながら、従来の表示器は、基板と反射枠との間に遮光シートを配設していたので、遮光シートに配設されたＬＥＤチップに対応する挿通孔に基板に固着した多数のＬＥＤチップを挿通させる必要があり、作業が煩雑であった。

また、遮光シートは弾力性のあるシート状の絶縁部材なので、長期間の使用により遮光シートが変形または基板の変形により隙間が発生し、隣接する導光孔にＬＥＤチップから放射された光が漏れて発光したＬＥＤチップの導光孔から前面に放射され難くなり、各導光孔の明暗がはっきりしないという問題があった。

この発明は、長期間使用してもＬＥＤチップから放射された光が前面に放射され難くなることなく、各導光孔の明暗がはっきりした状態を維持でき、また、組立作業性が良い表示器を得ることを目的とする。

この発明に係る表示器は、基板に実装された複数の発光源と、発光源を被い発光源から放射された光を導光させる導光孔を有する反射枠とを備える。反射枠は、基部と、基部に連結部を介して連結され基板の厚さ方向に移動可能な可動部とを有し、導光孔は可動部に設けられ、連結部は基部及び可動部との連結部分において反射枠の装着前後で変形している。

この発明に係る表示器は、長期間使用されてもＬＥＤチップから放射された光が前面に放射され、各導光孔の明暗がはっきりした状態を維持でき、また、組立作業性を向上することができる。

この発明の電気装置の斜視図である。 この発明の実施の形態１における表示器を示す分解斜視図である。 図２の表示器の要部拡大図である。 図２の表示器の反射枠装着前におけるＡ−Ａ断面図である。 図２の表示器の反射枠装着後におけるＡ−Ａ断面図である。 この発明の実施の形態２における表示器を示す分解斜視図である。 図６の表示器の要部拡大図である。 図６の表示器の反射枠装着前におけるＢ−Ｂ断面図である。 図６の表示器の反射枠装着後におけるＢ−Ｂ断面図である。 この発明の実施の形態３における表示器を示す分解斜視図である。 図１０の表示器の要部拡大図である。 図１０の表示器の反射枠装着前におけるＣ−Ｃ断面図である。 図１０の表示器の反射枠装着後におけるＣ−Ｃ断面図である。

実施の形態１．
図１はこの発明の電気装置の斜視図である。電気装置の絶縁筐体２０は、合成樹脂で形成される。配電線を着脱可能に接続する端子２１が絶縁筐体２０に装着される。絶縁筐体２０の内部には配電線の各種電気量、すなわち電圧、電流、電力、電力量、漏電電流などを計測する計測器（図示せず）が配置される。計測器で計測された計測値は表示器１００に表示される。

図２は図１の表示器１００を示す分解斜視図であり、図３は表示器１００の点線で示した要部の一部を拡大した拡大図である。表示器１００は、発光源であるＬＥＤチップ２が複数実装された基板１を基台４とＬＥＤチップ２から放射された光を効率良く前面に反射するようにした反射枠３とで挟持させている。基台４に設けられた突起４ａは基板１が大きく撓まないように基板１を支持している。ＬＥＤチップ２は所定のパターンで基板１に実装される。反射枠３は、ＬＥＤチップ２を被い、夫々のＬＥＤチップ２に対応して形成された導光孔３ｄが配設される。ＬＥＤチップ２から放射された光は、導光孔３ｄの内面を反射して導光孔３ｄの開口部に至り、開口部から反射枠３の前面に放出される。

反射枠３は、例えば、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）などの熱可塑性樹脂で形成され、基部３ａと、この基部３ａに連結部３ｂを介して連結された可動部３ｃと、ＬＥＤチップ２から放射された光を所定の方向に導く導光孔３ｄとで形成されている。反射枠３の可動部３ｃは、連結部３ｂが変形することで基板１の厚さ方向に移動可能に形成されている。

反射枠３には導光孔３ｄが複数個形成され、例えば７つのセグメントで構成した７セグメントの数字を表示する。また、数字の他に電気量の単位であるＷ、Ｖ、Ａ等の文字を表した開口部を有する導光孔３ｄを反射枠３に配置する。これにより、表示中の数値がどの電気量であるかを判別することができる。

図４は図２の表示器１００の反射枠装着前におけるＡ−Ａ断面図であり、図５は表示器１００の反射枠装着後におけるＡ−Ａ断面図である。反射枠３は基板１に装着させる前には可動部３ｃが基板１側に基部３ａから段差ｄを有して突出させている。反射枠３を基板１に装着する際に、可動部３ｃは、連結部３ｂが変形することにより移動し、基板１に押圧される。基板１は基台４に設けられた突起４ａにより支持されており、可動部３ｃは基板１に十分な力で密着することができる。したがって、反射枠３の可動部３ｃはＬＥＤチップ２を被い、基板１に密着する。これによりＬＥＤチップ２から放射された光は対応する導光孔３ｄに導光され、隣接する導光孔３ｄには漏れることはない。上記動作において連結部３ｂは変形するものであり、合成樹脂材料はガラス繊維の充填率が低いものが望ましい。

なお、反射枠３を基板１に装着させる前に可動部３ｃが基板１側に基部３ａから突出す段差ｄの寸法は基板１のそり及び反射枠３の寸法精度を考慮して選定する。例えば基板１のそりの最大値と反射枠３の寸法の最大誤差との合計が０．２ｍｍであれば、段差ｄの寸法は０．２から０．５ｍｍが望ましい。

実施の形態１の表示器１００は、反射枠３が基板１に密着しており、隣接するＬＥＤチップ２からの光が相互の導光孔３ｄ間で漏れることがないので、ＬＥＤチップ２が発光すると、対応する導光孔３ｄ内でのみ光が反射しながら所定の方向、すなわち反射枠３の前面方向に放射することができる。したがって反射枠３の前面を上方から見るとＬＥＤチップ２の発光、非発光で形成された、文字や図形を明確に見ることができる。すなわち文字や図形の視認性が向上できる。

また、表示器１００の反射枠３は、基部３ａ、可動部３ｃ、連結部３ｂを一体で形成できるので、従来のように別部材の遮光シートを用意し、遮光シートを挿入する作業が必要だったものとは異なり、別部材の遮光シートが不要であり、表示器１００を短い作業時間で組み立てることができる。

実施の形態１の電気装置は、表示器１００が長期間使用されてもＬＥＤチップから放射された光が前面に放射され、各導光孔の明暗がはっきりした状態を維持できるので、電気装置の測定値を明確に表示することができる。また表示器１００の組立作業性が向上したので、電気装置の作業性も向上することができる。

以上のように、この発明の実施の形態１における表示器１００によれば、反射枠３は、基部３ａと、基部３ａに連結部３ｂを介して連結され基板１の厚さ方向に移動可能な可動部３ｃとを有し、導光孔３ｄは可動部３ｃに設けられ、連結部３ｂは基部３ａ及び可動部３ｃとの連結部分において変形しているので、長期間使用されてもＬＥＤチップから放射された光が前面に放射され、各導光孔の明暗がはっきりした状態を維持でき、また、組立作業性を向上することができる。

この発明の実施の形態１における電気装置によれば、表示器１００の反射枠３は、基部３ａと、基部３ａに連結部３ｂを介して連結され基板１の厚さ方向に移動可能な可動部３ｃとを有し、導光孔３ｄは可動部３ｃに設けられ、連結部３ｂは基部３ａ及び可動部３ｃとの連結部分において変形しているので、電気装置の測定値を明確に表示することができ、また、電気装置の作業性を向上することができる。

実施の形態２．
図６はこの発明の実施の形態２における表示器１００を示す分解斜視図であり、図７は表示器１００の点線で示した要部の一部を拡大した拡大図である。図８は図６の表示器１００における反射枠３０の装着前におけるＢ−Ｂ断面図であり、図９は表示器１００における反射枠３０の装着後におけるＢ−Ｂ断面図である。実施の形態１の反射枠３とは可動部３ｃが複数の可動ユニットで構成された点で異なる。実施の形態２の反射枠３０は６つの可動ユニット３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆで構成され、夫々の可動ユニットは相互連結部３ｅを介して接続される。

反射枠３０は例えば、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）などの熱可塑性樹脂で形成される。反射枠３０は基板１に装着させる前には可動ユニット３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆが基板１側に基部３ａから段差ｄを有して突出させている。反射枠３０を基板１に装着する際に、夫々の可動ユニットは、連結部３ｂ及び相互連結部３ｅが変形することにより移動し、基板１に押圧される。基板１は基台４に設けられた突起４ａにより支持されており、可動ユニット３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆは基板１に十分な力で密着することができる。したがって、反射枠３０の可動ユニット３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆは夫々ＬＥＤチップ２を被い、基板１に密着する。したがって実施の形態１と同様の効果がある。

なお、実施の形態１と同様に反射枠３０を基板１に装着させる前に可動部３ｃが基板１側に基部３ａから突出す段差ｄの寸法は基板１のそり及び反射枠３０の寸法精度を考慮して選定する。

反射枠３０の夫々の可動部ユニットは、連結部３ｂ及び相互連結部３ｅが変形することで基板１の厚さ方向に移動可能に形成されている。可動ユニット３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆは夫々独立しているので、基板１に凹凸またはうねりなどが生じ、基板１と反射枠３０との間に隙間が発生しようとしても、各可動ユニットが独立して移動し基板１に密着することができる。したがって、実施の形態２の表示器１００は、基板１における局所的な凹凸などが発生してもＬＥＤチップ２から放射された光は対応する導光孔３ｄに導光され、隣接する導光孔３ｄには漏れることはない。

実施の形態２の表示器１００を備えた電気装置は、表示器１００が長期間使用され基板１に凹凸またはうねりなどが生じたとしてもＬＥＤチップから放射された光が前面に放射され、各導光孔の明暗がはっきりした状態を維持できるので、電気装置の測定値を明確に表示することができる。また表示器１００の組立作業性が向上したので、電気装置の作業性も向上することができる。

実施の形態３．
図１０はこの発明の実施の形態３における表示器１００を示す分解斜視図であり、図１１は表示器１００の点線で示した要部の一部を拡大した拡大図である。図１２は図１０の表示器１００における反射枠３００の装着前におけるＢ−Ｂ断面図であり、図１３は表示器１００における反射枠３００の装着後におけるＢ−Ｂ断面図である。実施の形態１の反射枠３とは連結部３００ｂが可動部３ｃに設けられ、基部３ａに連結部３００ｂを係止する係止部３ｇが設けられた点で異なる。

反射枠３００は例えば、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）などの熱可塑性樹脂で形成され、基部３ａと、この基部３ａの係止部３ｇに弾性変形をする連結部３００ｂを圧入により係止して連結された可動部３ｃと、ＬＥＤチップ２から放射された光を所定の方向に導く導光孔３ｄとで形成されている。反射枠３００の可動部３ｃは、連結部３００ｂが変形することで基板１の厚さ方向に移動可能に形成されている。

反射枠３００は基板１に装着させる前には可動部３ｃが基板１側に基部３ａから段差ｄを有して突出させている。反射枠３００を基板１に装着する際に、可動部３ｃは、連結部３００ｂが変形することにより移動し、基板１に押圧される。基板１は基台４に設けられた突起４ａにより支持されており、可動部３ｃは基板１に十分な力で密着することができる。したがって、反射枠３００の可動部３ｃはＬＥＤチップ２を被い、基板１に密着する。これによりＬＥＤチップ２から放射された光は対応する導光孔３ｄに導光され、隣接する導光孔３ｄには漏れることはない。

なお、実施の形態１と同様に反射枠３００を基板１に装着させる前に可動部３ｃが基板１側に基部３ａから突出す段差ｄの寸法は基板１のそり及び反射枠３の寸法精度を考慮して選定する。

実施の形態３の表示器１００は、反射枠３００が基板１に密着しており、隣接するＬＥＤチップ２からの光が相互の導光孔３ｄ間で漏れることがないので、ＬＥＤチップ２が発光すると、対応する導光孔３ｄ内でのみ光が反射しながら所定の方向、すなわち反射枠３の前面方向に放射することができる。したがって反射枠３００の前面を上方から見るとＬＥＤチップ２の発光、非発光で形成された、文字や図形を明確に見ることができる。すなわち文字や図形の視認性が向上できる。

また、表示器１００の反射枠３００は、基部３ａと可動部３ｃを圧入により係止して連結できるので、従来のように別部材の遮光シートを用意し、遮光シートを挿入する作業が必要だったものとは異なり、別部材の遮光シートが不要であり、表示器１００を短い作業時間で組み立てることができる。

実施の形態３の表示器１００を備えた電気装置は、表示器１００が長期間使用されてもＬＥＤチップから放射された光が前面に放射され、各導光孔の明暗がはっきりした状態を維持できるので、電気装置の測定値を明確に表示することができる。また表示器１００の組立作業性が向上したので、電気装置の作業性も向上することができる。さらに可動部３ｃを反射枠３００とは別体で形成させているので、可動部３ｃのみを反射率の高い白色材料にすれば視認性がより向上する。

なお、実施の形態１乃至３で示した内容は相互に組み合わせることができる。実施の形態１乃至３の可動部３ｃは弾性変形でもある程度元に戻るものでも構わない。実施の形態３の可動部３ｃは塑性変形するものであっても構わない。

この発明に係る表示器は、長期間使用されてもＬＥＤチップから放射された光が前面に放射され、各導光孔の明暗がはっきりした状態を維持でき、また、組立作業性を向上することができるので、これを配電線の各種電気量を計測する電気装置や管理情報などを表示する機器に好適に適用できる。

１ 基板 ２ ＬＥＤチップ
３ 反射枠 ３ａ 基部
３ｂ 連結部 ３ｃ 可動部
３ｄ 導光孔 ３ｅ 相互連結部
３ｇ 係止部 ２０ 絶縁筐体
２１ 端子 ３０ 反射枠
３０ａ 可動ユニット ３０ｂ 可動ユニット
３０ｃ 可動ユニット ３０ｄ 可動ユニット
３０ｅ 可動ユニット ３０ｆ 可動ユニット
１００ 表示器 ３００ 反射枠
３００ｂ 連結部

Claims (4)

1. 基板に実装された複数の発光源と、前記発光源を被い前記発光源から放射された光を導光させる導光孔を有する反射枠とを備えた表示器であって、
   前記反射枠は、基部と、前記基部に連結部を介して連結され前記基板の厚さ方向に移動可能な可動部とを有し、
   前記導光孔は前記可動部に設けられ、前記連結部は前記基部及び前記可動部との連結部分において前記反射枠の装着前後で変形していることを特徴とした表示器。
2. 前記可動部は前記導光孔を有する複数の可動ユニットで構成され、前記可動ユニットは相互連結部を介して互いに連結されたことを特徴とした請求項１記載の表示器。
3. 前記連結部は前記可動部に設けられ、前記基部は前記連結部を係止する係止部を有することを特徴とした請求項１または２記載の表示器。
4. 配電線に接続される端子を有する絶縁筐体と、前記絶縁筐体に配置され前記配電線に供給された電気量を計測する計測器と、前記計測器で計測された計測値を表示する表示器を備え、
   前記表示器は請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示器である電気装置。

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