JP5589443B2 - 基板モジュールおよび基板モジュールを備える電子機器ならびに表示装置 - Google Patents

基板モジュールおよび基板モジュールを備える電子機器ならびに表示装置 Download PDF

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Description

本発明は、例えば、表示をするための表示灯に用いられる基板モジュールに関するものである。
LEDおよびLEDを実装したLED基板をネジなどの締結部材を用いずにランプホルダに保持するLEDモジュールの構造がある。(例えば、特許文献1参照。)
特開2009−104963号公報(段落「0029」、図1参照。)
しかしながら、ランプホルダに配設された取付部はLEDを実装した基板の板厚方向をLEDの実装面側より保持する構造のため、LEDを実装した基板の背面側および側面側が露出する。
そのため、LED基板に直接触れた際に基板を変形および破損させる方向に力を加えることが可能となっていた。
また、LED基板が露出しているため、器具に搭載する際はLEDモジュールを覆う部品が必要となっていた。
本発明は、ランプホルダにプリント基板を取り付けた後、電気的接続部にコネクタなどを取り付ける際、プリント基板にストレスがかかるのを防止する。
本発明によれば、電気的接続部にコネクタを着脱する際、プリント基板にストレスがかかるのを防止することができる。
実施の形態1の誘導灯を示す斜視図である。 図1に示す誘導灯の分解斜視図である。 実施の形態1のLEDモジュールを示す斜視図である。 図3に示すLEDモジュールの分解斜視図である。 実施の形態1のLEDモジュールの組立工程を示す組立図である。 実施の形態1の他の誘導灯を示す斜視図である。 実施の形態2のLEDモジュールの分解斜視図である。 実施の形態2のLEDモジュールの組立工程を示す組立図である。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1を示す誘導灯の斜視図であり、図2は、図1に示す誘導灯の分解斜視図である。
誘導灯1000は、機器本体100と、この機器本体100に取り付けられる表示部200と、この表示部200の一面側に接するように、機器本体100に取り付けられるLEDモジュール300(以下、基板モジュールともいう。)と、を備える。
機器本体100は、一面が開口する開口部を有する箱状のケース110と、この機器本体100の上枠部などを補強する補強金具120と、ケース110の内側に取り付けられる電装部品130と、を備える。
電装部品130は、例えば、LEDモジュール300に電力を供給する点灯装置131と、外部からの電線が接続され、点灯装置131に電線で接続される電源端子台132と、外部からの電力供給があるときは、点灯装置131からの電力供給によって充電され、外部からの電力供給がないときは、点灯装置131に電力供給する電池133と、点灯装置131に点検指示をする点検用操作部134と、から構成される。
なお、点灯装置131と電源端子台132は、電線を用いずに電極ピンをソケットに直接差し込むようにして、電気的に接続してもよい。
点灯装置131は、通常時は外部から電力の供給を受けて、後述するLED321を点灯させるとともに、電池133の充電を行う。また、点灯装置131は、停電等により電力の供給が受けられない場合は、電池133より電力の供給を受けLED321を点灯させる。また、点灯装置131は、点検用操作部134が操作され、点検信号を受けた場合には、規定時間、電池133によりLED321を点灯し、電池133の状態(正常であるか、寿命であるかなど)を判別する機能を有する。
表示部200は、表示板ケース210と、この表示板ケース210に収納される導光板220と、この導光板220の前面に収納される表示板230とを備える。
なお、図示しないが、導光板220と表示板230との間には、光学シート240を備えており、この光学シート240によって、導光板220から表示板230に出射される光が、ほぼ均一な輝度となるように、光学系を制御するものである。
LEDモジュール300(LED321)から発せられる光は、導光体220に入射する。
導光体220は、LEDモジュール300の点光源を面光源に変換するために、少なくとも1つの面にシボ加工などの微細な凹凸、もしくはプリズム加工などの光制御手段を有する。
このように、LEDモジュール300が発する光は、導光体220に入射され、導光板220の光制御手段によって、反射、拡散された光が出射面から照射される。このとき、導光板220の出射面から照射される光は、ほぼ均一な輝度となっており、ほぼ面光源と見なせる。
表示板230は、任意の図形が表示されており、例えば、消防法(平成11年消防庁告示第二号第五(六))に規定された誘導灯の表示や、行先表示、などが表示されている。
このように、導光板220によって面光源に変換された後、導光体220の前面に配設された表示板230に表示されている任意の図形が発光する。
図3は、図1に示す誘導灯のLEDモジュールの斜視図であり、図4は、図3に示すLEDモジュールの分解斜視図である。
LEDモジュール300は、断面がL字状をなすランプホルダ310(以下、基板ホルダともいう。)と、このランプホルダ310の内側に取り付けられるLED基板320(以下、電子機器基板ともいう。)と、を備える。
ランプホルダ310は、LED基板320を取り付ける為の第一のランプホルダ側取付部311a(以下、第一の基板保持部ともいう。)、第二のランプホルダ側取付部311b(以下、第二の基板保持部ともいう。)、基板押さえ片312(以下、基板押さえ部ともいう。)および基板位置決め用突起部313(以下、スライド保持部ともいう。)、電気的接続部用切欠部314を有する。
また、ランプホルダ310は、L字状に形成された外側に、意匠面(化粧面)が形成されている。このランプホルダ310の意匠面は、少なくとも、機器本体100に取り付けられたときに、表示板230の表示面側と同じ面側に形成される。
また、ランプホルダ310は、合成樹脂で形成される。例えばPC樹脂、PCABS樹脂、ABS樹脂、ASA樹脂などが用いられる。
なお、放熱性が要求される場合は、ランプホルダ310は、アルミなどの金属で構成されてもよい。ランプホルダ310を金属で構成した場合は、必要に応じてLED基板320とランプホルダ310の間に絶縁板を配設する。
第一のランプホルダ側取付部311a、第二のランプホルダ側取付部311bは、それぞれ最低1つ以上からなり、複数箇所設けてもよい。
基板押さえ片312は、LED基板320の端部側を挟み込むように押さえるため、ランプホルダ310の端部側に配設される。
基板位置決め用突起部313は、最低1つ以上からなり、複数箇所設けてもよい。
電気的接続部用切欠部314は、LED基板320にコネクタなどを接続するときに、引っかからないように、ランプホルダ310の一部(LED基板320の端部近傍の位置)を切欠いている。
LED基板320は、9個のLED321と、このLED321が実装されるプリント基板322と、このプリント基板322に実装され、点灯装置131から引き出される電線(オス形コネクタ、プラグ)に接続する電気的接続部323と、を備える。
プリント基板322は、細長いL字状をなし、長手方向の実装面にLED321が実装され、L字状の一端側(「L」の曲がり部側)に電気的接続部323が実装または形成される。プリント基板322の材質は、紙フェノール、ガラスエポキシ樹脂、アルミなどが用いられる。
また、プリント基板322は、長手方向の一辺に、ランプホルダ310に取りつけるための基板側取付部322aと、長手方向の一端側近傍に開けられた取付用穴322b(以下、係合部ともいう。)と、を有する。
基板側取付部322aは、ランプホルダ310に配設された第二のランプホルダ側取付部311bに対応する位置に設けられる。
また、基板側取付部322aは、少なくとも1つ以上からなり、複数箇所設けてもよい。
取付用穴322bは、基板位置決め用突起部313に対応する箇所に設けられている。
電気的接続部323は、LED基板320をランプホルダ310に取り付けたとき、電気的接続部用切欠部314に対応する位置にくるように、プリント基板322に実装されている。
この電気的接続部323は、メス形コネクタ(レセプタクル)である。
なお、電気的接続部は、プリント基板に実装されるレセプタクルのほか、プリント基板322の配線パターン部が剥き出されたランドのように基板上に形成されてもよい。このように電気的接続部が、基板上に形成されたランド(配線パターン部の剥き出し部)であった場合は、このランドの部分にメス形コネクタ(ソケット)が取り付けられて、他の機器と電気的に接続される。
次に、ランプホルダにLED基板を取り付ける組み立て方法について説明する。
図5は、本実施の形態のLEDモジュールの組立工程を示す組立図であり、図5(a)は、ランプホルダにプリント基板を取り付ける前の状態を示す下面図であり、図5(b)は、ランプホルダにプリント基板を取り付ける取付過程を示す下面図であり、図5(c)は、ランプホルダにプリント基板を取り付けた後の状態を示す下面図である。
まず、ランプホルダ310のL字形状に折り曲げられた角部と、第一のランプホルダ側取付部311aとの間に、LED基板320を短手方向に傾け、LED基板320の長手方向の他端をA方向にスライドさせるように挿入する。
次に、LED基板320を傾けた状態でB方向またはC方向に左右にずらして、基板側取付部322aと第二のランプホルダ側取付部311bの位置が合うように調整し、その後、第二のランプホルダ側取付部311bを基板側取付部322aに挿入し、LED基板320の裏面側(LED321が実装される実装面に対する裏面)をランプホルダ310に接触させる。
LED基板320の裏面側をランプホルダ310に接触させた状態で、B方向にスライドさせることにより、第二のランプホルダ側取付部311bの下にLED基板320の長手方向の一辺が潜り込むとともに、ランプホルダ310の端部に設けられた基板押さえ片312の下にLED基板320の長手方向の端部側が潜り込む。このとき、基板位置決め用突起部313が、取付用穴322bに嵌合し、LED基板320がC方向へスライドするのを規制する。
したがって、第一のランプホルダ側取付部311a、第二のランプホルダ側取付部311b、及び、基板押さえ片312がLED基板320の実装面に接触して抑えるので、LED基板320が、ランプホルダ310の下方向(LED基板実装面側方向)へ移動するのを規制する。
プリント基板322は、長手方向の一辺に基板取付部322aと、取付用穴313を備え、ランプホルダ310は、第一のランプホルダ側取付部311aと、第二のランプホルダ側取付部311bと、基板押さえ片312と、基板位置決め用突起部313とを備えたので、容易な作業でLED321を実装したLED基板320をランプホルダ310に保持するとともに、ランプホルダ310に保持した後は、LED基板320がランプホルダ310から容易に外れ難くすることができる。
また、ランプホルダ310の内側にLED基板320を収納するようにしたので、ランプホルダ310の外表面を意匠面とすることができる。
また、基板側取付部322aを設けることにより、LED基板320をランプホルダ310に取り付ける際に第二のランプホルダ側取付部311bと干渉することなく取り付けが可能となる。
したがって、一度基板位置決め用突起313が取付用穴322bに嵌合すると、LED基板320をスライド方向に移動させようとしても、基板位置決め用突起313が取付用穴322bに干渉し、スライド方向への移動が困難となる。よって、LED基板320は容易な作業のみで、ねじなどの締結部品を使用せずにランプホルダ310に固定することができ、LED基板320をランプホルダ310に固定した後は、容易に取り外すことができなくなる。
また、電気的接続部323がLED基板320の端部に配設される場合は、基板押さえ片312を設けることにより、電気的接続部323にコネクタなどを取り付ける際に、電気的接続部323に力が加わっても、プリント基板322が破損する恐れがなくなる。
特に、電気的接続部323(LED基板320)に下方向(LED基板実装面側方向)への力が加わった場合、基板押さえ片312がないときは、第二のランプホルダ側取付部311b(または第一のランプ側取付部311a)を支点にしてLED基板320(プリント基板322)が反れ、最悪な場合、破損する恐れがあるが、基板押さえ片312によって、LED基板320(プリント基板322)が反れることがなくなり、プリント基板322が破損するのを防ぐことができる。
なお、第二のランプホルダ側取付部311b(または第一のランプ側取付部311a)が複数ある場合は、2つの第二のランプホルダ側取付部311b(または第一のランプ側取付部311a)の間となる位置に電気的接続部323を配置しても同様の効果が得られる。したがって、基板押さえ片312は、必要に応じて設ければよく、必ず設ける必要はない。
したがって、電気的接続部312をプリント基板322の端部に設けない場合は、基板押さえ片312は必ずしも設ける必要はなくなる。この場合、電気的接続部323と第二のランプホルダ側取付部311b(または第一のランプ側取付部311a)の位置が離れている場合、プリント基板322が破損しやすくなってしまうので、電気的接続部312と第二のランプホルダ側取付部311b(または第一のランプ側取付部311a)は近接していることが望ましい。
なお、本実施の形態では、誘導灯1000について説明したが、誘導灯1000に限らず、看板灯や案内灯などの表示装置(以下、電子機器ともいう。)に、LEDモジュール300を用いてもよい。この場合、表示装置(電子機器)の電装部品130の個々の構成は、表示装置や電子機器の形態に応じて適宜選択されて構成され、例えば、電池133や点検用操作部134を備えなくてもよいし、他の電子部品を備えてもよい。
また、誘導灯1000a(表示装置)は、図6に示すように、機器本体100aの両面に表示部200と、LEDモジュール300を備えてもよい。
両面用の誘導灯1000a(表示装置)は、機器本体100aの開口面側に表用の表示部200とLEDモジュール300が取り付けられるとともに、機器本体100aの裏面(開口面に対向する面)側に、裏用の表示部200とLEDモジュール300が取り付けられる。
このように、誘導灯1000a(表示装置)は、機器本体100aの両側面に表示部200とLEDモジュール300を有するので、誘導灯1000a(表示装置)の大きさを表示部200(LEDモジュール300)の厚みを増すのみで、両面の表示が可能となり、誘導灯1000a(表示装置)の小型化が可能となる。
このように、ランプホルダ310にLED基板320を保持した後にLED基板320が変形および破損する方向に力が加わるのを防止することができる。
また、ランプホルダ310の少なくとも1側面を意匠(外郭)面とすることが可能なので、追加の意匠部品が不要とすることができる。
また、LED基板320をランプホルダ310に、容易に取り付けが可能であり、LED基板320をランプホルダ310に取り付け後は、LED基板320をランプホルダ310から容易に取り外しができない構造とすることができる。
本実施の形態では、LED基板にLEDを9個実装する場合について説明したが、LED基板320に実装するLED321の個数は、9個以外であっても構わない。
また、本実施の形態では、基板モジュールの一例として、LED基板320を備えるLEDモジュール300について説明したが、LED基板320を実装せずに、DIPスイッチなどの他の電子部品を備えた電子基板を実装する基板モジュールであっても構わない。
実施の形態2.
この実施の形態は、実施の形態1のプリント基板の形状が異なるものである。この実施の形態における誘導灯(表示装置)の構成は、実施の形態1と同様であり、実施の形態1のLED基板320のみが異なるものであるため、実施の形態1と相違する構成について説明する。
図7は、本実施の形態を示すLEDモジュールの分解斜視図である。
LEDモジュール300aは、ランプホルダ310と、このランプホルダ310に取り付けられるLED基板320aと、を備える。
LED基板320aは、LED321と、このLED321が実装されるプリント基板322cと、このプリント基板322cの長手方向の端部近傍に実装される電気的接続部323と、を備える。
プリント基板322cは、長手方向の両側辺に切り欠かれた、第一の基板側取付部322aと第二の基板取付部322dとを備える。
次に、ランプホルダにLED基板を取り付ける組み立て方法について説明する。
図8は、本実施の形態のLEDモジュールの組立工程を示す組立図であり、図8(a)は、ランプホルダにプリント基板を取り付ける前の状態を示す下面図であり、図8(b)は、ランプホルダにプリント基板を取り付ける取付過程を示す下面図であり、図8(c)は、ランプホルダにプリント基板を取り付けた後の状態を示す下面図である。
まず、ランプホルダ310に設けられた第一のランプホルダ側取付部311aに対応する位置に、LED基板320aに設けられた第二の基板側取付部322dを、ランプホルダ310に設けられた第二のランプホルダ側取付部311bに対応する位置に、LED基板320aに設けられた第一の基板側取付部322aを合わせ、LED基板320aをランプホルダ2に取り付ける。このとき、LED基板320aの裏面側(LED321が実装される実装面に対する裏面)がランプホルダ310に接触する。
次に、LED基板320aの裏面側をランプホルダ310に接触させた状態で、B方向にスライドさせることにより、第一のランプホルダ側取付部311a及び第二のランプホルダ側取付部311bの下にLED基板320aの長手方向の一辺が潜り込むとともに、ランプホルダ310の端部に設けられた基板押さえ片312の下にLED基板320aの長手方向の端部側が潜り込む。このとき、基板位置決め用突起部313が、取付用穴322bに嵌合し、LED基板320aがC方向へスライドするのを規制する。
したがって、第一のランプホルダ側取付部311a、第二のランプホルダ側取付部311b、及び、基板押さえ片312がLED基板320aの実装面に接触して抑えるので、LED基板320aが、ランプホルダ310の下方向(LED基板実装面側方向)へ移動するのを規制する。
このように、LED基板320aをランプホルダ310に取り付ける際、第一の基板側取付部322aを第二のランプホルダ側取付部311bの位置に、第二の基板側取付部322dを第一のランプホルダ側取付部311aの位置にして、LED基板320aをランプホルダ310に単純に載せるように取り付ければよい。
したがって、一度基板位置決め用突起313が取付用穴322bに嵌合すると、LED基板320aをスライド方向に移動させようとしても、基板位置決め用突起313が取付用穴322bに干渉し、スライド方向への移動が困難となる。よって、LED基板320aは容易な作業のみで、ねじなどの締結部品を使用せずにランプホルダ310に固定することができ、LED基板320aをランプホルダ310に固定した後は、容易に取り外すことができなくなる。
また、電気的接続部323がLED基板320aの端部に配設される場合は、基板押さえ片312を設けることにより、電気的接続部323にコネクタなどを取り付ける際に、電気的接続部323に力が加わっても、プリント基板322cが破損する恐れがなくなる。
特に、電気的接続部323(LED基板320a)に下方向(LED基板実装面側方向)への力が加わった場合、基板押さえ片312がないときは、第二のランプホルダ側取付部311b(または第一のランプ側取付部311a)を支点にしてLED基板320a(プリント基板322c)が反れ、最悪な場合、破損する恐れがあるが、基板押さえ片312によって、LED基板320a(プリント基板322c)が反れることがなくなり、プリント基板322cが破損するのを防ぐことができる。
このように、ランプホルダ310にLED基板320aを保持した後にLED基板320aが変形および破損する方向に力が加わるのを防止することができる。
また、ランプホルダ310の少なくとも1側面を意匠(外郭)面とすることが可能なので、追加の意匠部品が不要とすることができる。
また、LED基板320aをランプホルダ310に、容易に取り付けが可能であり、LED基板320aをランプホルダ310に取り付け後は、LED基板320aをランプホルダ310から容易に取り外しができない構造とすることができる。
1000、1000a 誘導灯、100、100a 機器本体、110、110a ケース、120 補助金具、130 電装部品、131 点灯装置、132 電源端子台、133 電池、134 点検用操作部、200 表示部、210 表示板ケース、220 導光板、230 表示板、300、300a LEDモジュール、310 ランプホルダ、311a、311b ランプホルダ側取付部、312 基板押さえ片、313 基板位置決め用突起部、314 電気的接続用切欠部、320、320a LED基板、321 LED、322、322c プリント基板、322a、322d 基板側取付部、322b 取付用穴、323 電気的接続部。

Claims (10)

  1. 細長いプリント基板と、
    前記プリント基板の長手方向端部側に設けられ、コネクタと電気的に接続可能な電気的接続部と、
    前記プリント基板を配置する配置面を有し、前記プリント基板を収納する基板ホルダと、
    前記基板ホルダの内側における前記電気的接続部の近傍で、且つ前記プリント基板を介して前記配置面に対向する位置に設けられ、前記コネクタの取り付けによって前記電気的接続部に力が加わった際に前記電気的接続部の近傍に接し前記プリント基板の反りを規制する基板押さえ部と、
    を備える基板モジュール。
  2. 電気的接続部は、前記プリント基板の長手方向に対して直角方向にコネクタが着脱可能とすることを特徴とする請求項1に記載の基板モジュール。
  3. 前記プリント基板は、長手方向の第一及び第二の辺のうち、第二の辺が切り欠かれた基板側取付部を有し、
    前記基板ホルダは、前記プリント基板を取り付ける際、前記プリント基板の実装面に接触して、前記プリント基板の第一の辺を保持する第一の基板保持部および、前記第一の基板保持部で前記プリント基板の第一の辺を保持した後に、前記基板側取付部を挿通させるとともに、前記基板側取付部を挿通後、前記プリント基板を長手方向にスライドしたとき、前記プリント基板の実装面に接触して、前記プリント基板の第二の辺を保持する第二の基板保持部を備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の基板モジュール。
  4. 前記基板ホルダは、長手方向へ前記プリント基板がスライドするのを規制するスライド保持部を備えることを特徴とする請求項3に記載の基板モジュール。
  5. 長手方向の第一及び第二の辺のうち、第二の辺が切り欠かれた基板側取付部を有する細長いプリント基板と、
    前記プリント基板の実装面に接触して、前記プリント基板の第一の辺を保持する第一の基板保持部および、前記第一の基板保持部で前記プリント基板の第一の辺を保持した後に、前記基板側取付部を挿通させるとともに、前記基板側取付部を挿通後、前記プリント基板を長手方向にスライドしたとき、前記プリント基板の実装面に接触して前記プリント基板の第二の辺を保持する第二の基板保持部、長手方向へ前記プリント基板がスライドするのを規制するスライド保持部、を有する前記プリント基板を収納する基板ホルダと、
    を備えることを特徴とする基板モジュール。
  6. 前記プリント基板は、前記スライド保持部に係合する係合部を有することを特徴とする請求項4または請求項5に記載の基板モジュール。
  7. 前記基板ホルダは、断面形状がL字形状をなし、このL字形状の内側に前記プリント基板が収納され、外側の一部または全部が意匠面であることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載の基板モジュール。
  8. 請求項1〜請求項7のいずれかに記載の基板モジュールと、
    前記基板モジュールが着脱可能に取り付けられる機器本体と、を備えることを特徴とする電子機器。
  9. LEDモジュールと、
    前記LEDモジュールの光によって表示される表示部と、
    前記基板モジュールと前記表示部が着脱可能に取り付けられる機器本体と、を備える表示装置であって、
    前記LEDモジュールは、
    細長いプリント基板と、
    このプリント基板の長手方向端部側に設けられ、コネクタと電気的に接続可能な電気的接続部と、
    前記プリント基板に実装されるLEDと、
    前記プリント基板を配置する配置面を有し、前記プリント基板を収納するランプホルダと、
    前記ランプホルダの内側における前記電気的接続部の近傍で、且つ前記プリント基板を介して前記配置面に対向する位置に設けられ、前記コネクタの取り付けによって前記電気的接続部に力が加わった際に前記電気的接続部の近傍に接し前記プリント基板の反りを規制する基板押さえ部と、
    を備えることを特徴とする表示装置。
  10. LEDモジュールと、
    前記LEDモジュールの光によって表示される表示部と、
    前記基板モジュールと前記表示部が着脱可能に取り付けられる機器本体と、を備える表示装置であって、
    前記LEDモジュールは、
    長手方向の第一及び第二の辺のうち、第二の辺が切り欠かれた基板側取付部を有する細長いプリント基板と、
    前記プリント基板に実装されるLEDと、
    前記プリント基板の実装面に接触して、前記プリント基板の第一の辺を保持する第一の基板保持部および前記第一の基板保持部で前記プリント基板の第一の辺を保持した後に、前記基板側取付部を挿通させるとともに、前記基板側取付部を挿通後、前記プリント基板を長手方向にスライドしたとき、前記プリント基板の実装面に接触して前記プリント基板の第二の辺を保持する第二の基板保持部、長手方向へ前記プリント基板がスライドするのを規制するスライド保持部、を有する前記プリント基板を収納するランプホルダと、
    を備えることを特徴とする表示装置。
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