JP6237987B2 - リレー - Google Patents

Description

本発明はリレーに関する。具体的には、本発明は、面発光動作表示機能を有するリレーに関する。

従来のリレーでは、作業者がリレーの動作確認を行いやすくするために動作表示灯を設けることがある。このような動作表示灯は、その点灯状態を視認しやすいように、リレーのハウジング内上部に設けられている。

図１（Ａ）及び図１（Ｂ）は、動作表示灯を備えた従来のリレー１１を示す概略断面図と概略平面図である。このリレー１１では、ベース１２の上面にコイルユニットや接点ユニット等からなるリレー本体１３が組み立てられており、リレー本体１３はベース１２の上に取り付けられた透明ハウジング１４によって覆われている。透明ハウジング１４内の上部には、ＬＥＤ等からなる動作表示灯１５が設けられている。そして、リレー１１がオンになっているときには動作表示灯１５が点灯し、リレー１１がオフになっているときには動作表示灯１５が消灯し、動作表示灯１５の点灯あるいは消灯によりリレー１１の動作状態を視認できるようになっている。

しかし、リレーに小型化を求められている関係から、透明ハウジング１４内に動作表示灯１５を設けるための十分な空間を設ける余裕はなく、動作表示灯１５は、リレー本体１３と透明ハウジング１４の間に生じた隙間に、光軸を水平にして配置される。そのため、このようなリレー１１では、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に破線矢印で示すように、透明ハウジング１４内のリレー本体１３（例えば、リレー本体のバネ１６やケーブル線１７など）や動作表示灯１５を保持するための部材（ホルダー１８）で動作表示灯１５の光が遮られる方向が必ず存在する。したがって、動作表示灯１５が点灯していても、リレー１１を見る方向によっては動作表示灯１５の光が見えにくく、リレー１１の動作状態を確認できない場合がある。また、図１（Ａ）に示すように、動作表示灯１５の光は透明ハウジング１４の角部分を通り抜けにくいので、この方向（斜め方向）でも、動作表示灯１５の光が見えにくい。

図１のリレー１１を、図２に示すように複数個並べて配置している場合には、例えば右のリレー１１の発光点（動作表示灯１５）が左隣のリレー１１の透明ハウジング１４などで遮られる。そのため、この場合も全方向から動作表示灯１５の光を認識することができなくなる。

また、図１のようなリレー１１では動作表示灯１５が点発光であるので、リレーを隣接させて並べている場合には、どちらのリレーが光っているかの判別が難しい。特に、一方のリレー１１の動作表示灯１５の光が他方のリレー１１の透明ハウジング１４を透けて見えると、どちらのリレーが光っているかの判別が難しくなる。さらに、動作表示灯１５が点発光であるため、リレーの上面で外乱光が反射すると、動作表示灯１５の光に外乱光が重なって動作表示灯１５の光が見えなくなる。

図３は特許文献１に開示されたリレー２１の斜視図である。このリレー２１では、リレー本体（図示せず）を設けたベース２２の上方をカバー２３で覆っている。カバー２３の側面には、上下方向に延びた棒状の導光部２４を配設してあり、導光部２４の下面の傾斜面に対向させてカバー２３の内側に動作表示灯（図示せず）が配置されている。導光部２４の下面の傾斜面は反射面２５となっている。しかして、動作表示灯から出射した光がほぼ水平方向から導光部２４内に入射すると、導光部２４内に入射した光は反射面２５で反射することによって光路を上方へ曲げられ、導光部２４内を上方へ進んだ光は導光部２４の上面、すなわち表示面２６から外へ出射される。この結果、リレー２１の上面に位置する表示面２６が光ってリレーの動作状態が視認可能になる。

しかし、このリレー２１では、側面に飛び出した導光部２４によって動作表示灯の光を導いてリレー２１の上面で光らせているので、リレー２１の上面の端で点状に光ることになる。そのため、導光部２４が通っている側面と反対側の側面側から見たときには視認性が悪く、全方向で良好な視認性を得ることはできない。

また、リレー２１の上面で光るので、複数個のリレー２１を並べて配置した場合には、図１のリレーに比べれば隣のリレーによって発光点が隠れにくくなる。しかし、リレーどうしの配置によっては、いずれのリレーが光っているのか分かりにくくなる場合がある。例えば、リレーの側面どうしが対向するようにリレーを並べた場合には、導光部が隣接するリレー間に位置することになるので、隣接するリレー間で表示面２６が光ることになり、どちらのリレーが発光しているのか判別しにくくなる。

また、リレー２１では、その上面の端が点状に光るので、発光点の近くで外乱光による反射があると、リレーの発光が外乱光に妨げられて見えにくくなる。

特開２００６−１７２７３１号公報

本発明の目的とするところは、リレーに内蔵された動作表示灯の視認性の悪さを改善することにある。

本発明に係る第１のリレーは、ケース内にリレー本体と光源を内蔵し、前記リレー本体の動作と連動して前記光源が発光するリレーであって、前記ケースの天板の下面に形成された窪みに前記光源を納め、前記光源から水平方向へ出射した光を前記窪みの側壁面から前記天板内へ入光させるようにし、前記天板内へ取り込まれて前記天板内へ導光された光を前記天板の上面から外部へ出射させるための光学パターンを前記天板の上面又は下面の少なくとも一方に設けたことを特徴としている。
本発明に係る第２のリレーは、ケース内にリレー本体と光源を内蔵し、前記リレー本体の動作と連動して前記光源が発光するリレーであって、前記ケースの側壁板の外面に、前記ケースの側壁板の厚み方向に垂直な面に対して傾斜した第１の反射面を設け、前記ケースの上面と側面との間の角部に傾斜した第２の反射面を形成し、前記光源から水平に出射された光を前記側壁板に入光させ、前記側壁板に入光した光を前記第１の反射面で反射させることによって前記側壁板に沿って光を導光させ、さらに前記第２の反射面で反射させることによって光を前記ケースの天板に沿って導光させるようにし、前記天板内へ導光された光を前記天板の上面から外部へ出射させるための光学パターンを前記天板の上面又は下面の少なくとも一方に設けたことを特徴としている。
前記光学パターンとしては、たとえばプリズム状に形成された凸部又は凹部であってもよい。

本発明の第１又は第２のリレーによれば、リレーの天板部分の所定領域を面状に発光させることができるので、リレーの動作表示のための光を全方向から認識できるようになり、リレーの光源光（動作表示灯）の視認性が良好になる。また、複数個のリレーが並べて配置されている場合でも、隣接するリレーによって光源の光が遮られにくく、視認性が低下しにくい。さらに、リレーの天板部分が比較的広い面積で発光するので、外乱光によって光源の光が見えなくなる恐れも小さくなる。

本発明に係る第１又は第２のリレーのある実施態様は、前記光学パターンが、前記天板に垂直な方向から見たとき、前記光学パターンが形成されている領域のうち当該領域に光が入光する箇所を中心とする同心円上に配置されていることを特徴としている。光源がＬＥＤのような小さな光源（点光源）である場合、かかる実施態様によれば、光源から出射された光を当該光学パターンで反射させることにより、効率よく天板に垂直な方向へ、すなわち外部へ出射させることができる。

本発明に係る第１又は第２のリレーの別な実施態様は、前記光学パターンが、前記天板内を導光する光を全反射させることによって前記天板の上面から外部へ光を出射させることを特徴としている。かかる実施態様によれば、全反射を利用することで反射テープなどを不要とでき、コストを安価にできる。

本発明に係る第１又は第２のリレーのさらに別な実施態様は、前記天板の下面に前記光学パターンが設けられていることを特徴としている。かかる実施態様によれば、ケースを導光路として利用でき、また光学パターンもケースの天板に設けているので、リレーのサイズが大きくなるのを回避できる。

本発明に係る第１又は第２のリレーのさらに別な実施態様は、前記天板に垂直な方向から見たとき、前記光学パターンが設けられている領域の外側の領域において、前記天板に透明な動作確認窓が形成されていることを特徴としている。かかる実施態様によれば、動作確認窓からリレー内部を見ることができるので、リレーの動作状態を点検することができる。

本発明に係る第１又は第２のリレーのさらに別な実施態様は、前記天板に、前記天板内を導光する光を異なる方向へ反射させる複数種類の光学パターンが形成されていることを特徴としている。かかる実施態様によれば、いずれかの光学パターンで文字や数字、マークなどを描いてあれば、ある特定の方向から見たときにだけ当該文字や数字、マークなどを発光表示させることができる。

本発明に係る第３のリレーは、ケース内にリレー本体と光源を内蔵し、前記リレー本体の動作と連動して前記光源が発光するリレーであって、下面側から入射した光を屈折させて前記ケースの天板の上面から外部へ出射させるためのプリズム状をした光学パターンを前記天板の下面に配置し、光軸が前記天板の下面と平行になるようにして、前記ケースの天板と前記リレー本体との間に前記光源を配置したことを特徴としている。

本発明の第３のリレーによれば、リレーの天板部分の所定領域を面状に発光させることができるので、リレーの動作表示のための光を全方向から認識できるようになり、リレーの光源光（動作表示灯）の視認性が良好になる。また、複数個のリレーが並べて配置されている場合でも、隣接するリレーによって光源の光が遮られにくく、視認性が低下しにくい。さらに、リレーの天板部分が比較的広い面積で発光するので、外乱光によって光源の光が見えなくなる恐れも小さくなる。

本発明に係る第３のリレーのある実施態様は、前記光学パターンを前記天板の下面に設けたことを特徴としている。かかる実施態様によれば、光学パターンを設けるための別途部材が必要ないので、リレーを小型化でき、またコストも安価になる。

本発明に係る第１、第２及び第３のリレーにおいては、前記天板において、前記天板の面積の１／５倍以上の面積を有する領域から外部へ光が出射されることが好ましい。発光面積が天板の面積の１／５倍よりも小さいと、使用状態や外乱光の強さによっては光源の光の視認性が悪くなるおそれがあるためである。

本発明に係る第１、第２及び第３のリレーにおいては、前記光学パターンと対応する領域において、前記天板に拡散光学系を形成してもよい。かかる実施態様によれば、天板から出射する光の出射方向を広げることができるので、より広い範囲から光源の光を認識することが可能になり、視認性が向上する。

また、本発明に係る第１、第２及び第３のリレーにおいては、光軸が前記天板と平行となるようにして前記天板の下方に前記光源を配置している場合には、前記光源の上方において、前記天板に拡散光学系や柱状の導光体を設けてもよい。かかる実施態様によれば、光源から上方へ漏れている光も動作確認用の光として利用でき、リレーをより明るく発光させることができる。

なお、本発明における前記課題を解決するための手段は、以上説明した構成要素を適宜組み合せた特徴を有するものであり、本発明はかかる構成要素の組合せによる多くのバリエーションを可能とするものである。

図１（Ａ）及び図１（Ｂ）は、動作表示灯を内蔵した従来のリレーの概略断面図及び概略平面図である。 図２は、図１のリレーを２個並べて配置したときに、一方のリレーの光が他方のリレーによって遮られる様子を示す概略図である。 図３は、特許文献２に開示されたリレーの斜視図である。 図４は、本発明の実施形態１によるリレーの一部分解した斜視図である。 図５は、図４に示したリレーの断面図である。 図６（Ａ）は、リレーのハウジング内面に設けられた光学パターンを示す斜視図である。図６（Ｂ）は、リレーのハウジングの上面を斜め方向から見た図である。 図７は、図４のリレーにおける作用説明のための概略断面図である。 図８は、本発明の実施形態１によるリレーを２個並べて配置した様子を示す概略図である。 図９は、本発明の実施形態１によるリレーの変形例を示す概略断面図である。 図１０は、本発明の実施形態１によるリレーの別な変形例を示す概略断面図である。 図１１は、本発明の実施形態１によるリレーのさらに別な変形例を示す概略断面図である。 図１２は、本発明の実施形態１によるリレーのさらに別な変形例を示す概略断面図である。 図１３は、本発明の実施形態１によるリレーのさらに別な変形例を示す概略断面図である。 図１４は、本発明の実施形態１によるリレーのさらに別な変形例を示す概略断面図である。 図１５は、本発明の実施形態２によるリレーの概略断面図である。 図１６（Ａ）は、実施形態２のリレーを真上から見た様子を示す概略図である。図１６（Ｂ）は、実施形態２のリレーを斜め横方向から見た様子を示す概略図である。 図１７は、本発明の実施形態３によるリレーの概略断面図である。 図１８は、本発明の実施形態４によるリレーの概略断面図である。 図１９は、本発明の実施形態４によるリレーの変形例を示す概略断面図である。 図２０は、本発明の実施形態４によるリレーの別な変形例を示す概略断面図である。 図２１は、本発明の実施形態４によるリレーのさらに別な変形例を示す概略断面図である。 図２２は、本発明の実施形態５によるリレーの一部分を示す概略断面図である。 図２３（Ａ）は、本発明の実施形態５による変形例の一部断面と光強度分布を示す概略図である。図２３（Ｂ）は、図２３（Ａ）の変形例において動作表示灯の位置がずれたときの様子とその光強度分布を示す概略図である。 図２４（Ａ）は、本発明の実施形態５による別な変形例の一部断面と光強度分布を示す概略図である。図２４（Ｂ）は、図２４（Ａ）の変形例において動作表示灯の位置がずれたときの様子とその光強度分布を示す概略図である。 図２５は、本発明の実施形態６によるリレーの一部分を示す概略断面図である。 図２６は、本発明の実施形態６による変形例の一部断面を示す概略図である。 図２７は、本発明の実施形態６による別な変形例の一部断面を示す概略図である。 図２８は、異なる形状の光学パターンを説明するための断面図である。

３１、６１、７１、８１ リレー
３２ リレー本体
３３ 動作表示灯
３４ ケース
３４ｂ ハウジング
３６ 光学パターン領域
３７、６２ 光学パターン
３９、７３ 光入射面
４０ａ 天板
５５ 拡散光学系
５６ 拡散光学系
５８、５９、６０ 反射面
７２ 導光板
９２、９３ 円柱状部材

以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々設計変更することができる。

（実施形態１）
以下、図４−図８を参照して本発明の実施形態１によるリレーを説明する。図４は、本発明の実施形態１によるリレー３１を示す一部分解した斜視図である。図５は、リレー３１の断面図である。図６（Ａ）は、リレー３１のハウジング３４ｂの内面に設けた光学パターンを示す斜視図である。図６（Ｂ）は、リレー３１のハウジング３４ｂの上面を斜め方向から見た図（写真）である。図７及び図８は、リレー３１の作用説明図である。

リレー３１は、ケース３４の内部にリレー本体３２と動作表示灯３３を内蔵している。ケース３４は、不透明樹脂からなるベース３４ａと、透明樹脂からなるハウジング３４ｂによって構成される。

ベース３４ａの上面には、図４及び図５に示すような構造のリレー本体３２を有する。ベース３４ａの上面にはコイルユニット４１が固定されている。コイルユニット４１の鉄心の端面にはアーマチュア４２の下部が対向しており、アーマチュア４２の上部はヨーク４３によって揺動自在に支持されている。また、ヨーク４３の上面に設けられたバネ掛け４５にはバネ４４（引張バネ）の一端を引っ掛けてあり、バネ４４の他端はアーマチュア４２の上端に引っ掛けてある。したがって、アーマチュア４２は前後に揺動するようになっており、コイルユニット４１が励磁されるとアーマチュア４２の下部は鉄心に吸着されて後方へ動く。また、アーマチュア４２の支点よりも上方がバネ４４によって後方へ弾性的に引っ張られているので、コイルユニット４１が消磁されるとアーマチュア４２の下部は鉄心から離間して前方へ動く。

アーマチュア４２の前面には、支持部４７によって複数本の可動接点バネ４６が平行に取り付けられている。ベース３４ａには、ベース３４ａを上下に貫通するようにして複数本の共通端子４９と複数本の常閉端子５０と複数本の常開端子５２とがインサートされている。各可動接点バネ４６の上端はケーブル線５４によってそれぞれの共通端子４９に電気的に接続されている。可動接点バネ４６の下端部は、常閉端子５０の上端部と常開端子５２の上端部の間に位置しており、その下端部両面にはそれぞれ可動接点４８が設けられている。各常閉端子５０の上端部には、可動接点４８よりも前方において可動接点４８と対向するようにして常閉接点５１が設けられている。各常開端子５２の上端部には、可動接点４８よりも後方において可動接点４８と対向するようにして常開接点５３が設けられている。

このようなリレー本体３２では、コイルユニット４１が励磁されていない状態では、アーマチュア４２の下部は鉄心から離れて前方に位置しているので、可動接点バネ４６の下部も前方へ移動している。よって、この状態では、可動接点４８が常閉接点５１に接触していて共通端子４９と常閉端子５０の間が閉じており、可動接点４８が常開接点５３から離れていて共通端子４９と常開端子５２の間が開成されている。

また、コイルユニット４１が励磁されると、アーマチュア４２の下部が鉄心に吸着されて後方へ動き、可動接点バネ４６の下部も後方へ移動する。そのため、可動接点４８が常開接点５３に接触して共通端子４９と常開端子５２の間が閉成され、可動接点４８が常閉接点５１から離れて共通端子４９と常閉端子５０の間が開成される。

動作表示灯３３は、ホルダー３５の端部に設けられた凹部３５ａに嵌め込んでホルダー３５により保持される。ホルダー３５は、ヨーク４３の上面に固定される。よって、動作表示灯３３は、ケース３４内の空間の上端部に位置する。動作表示灯３３は、図示しない配線部分に接続される。動作表示灯３３は、リレー３１の動作状態に応じて点灯又は消灯し、リレー３１の動作状態を視認可能にする。例えば、リレーの非動作時、すなわち共通端子４９と常開端子５２の間が開いており、共通端子４９と常閉端子５０の間が閉じているときには、動作表示灯３３は消灯している。これに対し、リレーの動作時、すなわち共通端子４９と常開端子５２の間が閉じ、共通端子４９と常閉端子５０の間が開いたときには、動作表示灯３３が点灯する。

ハウジング３４ｂは、ポリカーボネイト樹脂のように屈折率の高い透明樹脂の成形品である。ただし、ハウジング３４ｂは、半透明樹脂や着色透明樹脂の成形品であってもよい。その場合には、リレー３１の内部を確認できるよう、半透明樹脂でも透明度の高いものが好ましく、着色透明樹脂の場合でも薄い色のものが望ましい。

ハウジング３４ｂの天板４０ａのコーナー部には、下面が上方へ窪んだ窪みとなった光源配置部３８が設けられている。ベース３４ａの上にハウジング３４ｂを被せてケース３４内にリレー本体３２や動作表示灯３３を納めた状態では、動作表示灯３３は、光源配置部３８内に入り込んでいる。動作表示灯３３は、その光軸がほぼ水平方向を向くようにして光源配置部３８の窪み内に納められている。また、動作表示灯３３は、天板４０ａに垂直な方向から見たとき、その光軸が後述の光学パターン領域３６を向くように設置されている（図示例では、光軸が天板４０ａのほぼ対角方向を向いている）。光源配置部３８の側壁面のうち、動作表示灯３３の光出射方向（光軸方向）に位置する壁面は、天板４０ａの内部に光を入射させるための光入射面３９となっている。

図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、動作表示灯３３の前方において、天板４０ａの下面の一部には光学パターン領域３６が形成されている。光学パターン領域３６には、図６（Ａ）に示すように、プリズム状をした多数の光学パターン３７が、光学パターン領域３６の光入射箇所（光学パターン領域３６の角）を中心として（もしくは、動作表示灯３３の位置を中心としていてもよい。以下、同様）円弧状に形成されている。たとえば、図６（Ａ）に示す例では、断面が三角形状をしたプリズム状の光学パターン３７が、光入射箇所を中心として略円弧状に延びており、各光学パターン３７が同心円状に配置されている。これ以外にも、動作表示灯３３を中心とする同心円上に、ピラミッド形の光学パターン３７を並べてもよい。

光学パターン３７は、図５に示すように、天板４０ａの下面に突出していてもよく、図９に示す変形例のように天板４０ａの下面に三角プリズム状をした光学パターン３７が凹設されていてもよい。

なお、光学パターン領域３６は天板４０ａの上面に形成することも可能であるが、天板４０ａの上面に光学パターン領域３６を設けていると、塵や埃が光学パターン領域３６に溜まって除去しにくくなるので、光学パターン領域３６は天板４０ａの下面に設けることが好ましい。

また、リレー３１は、ハウジング３４ｂの天板４０ａを通して内部のリレー本体３２の状態を確認したい場合がある。そのため、光学パターン領域３６は、天板４０ａの全面に設けないで、内部確認のための領域（透明な動作確認窓）を残して光学パターン領域３６を形成することが望ましい。一方、後述のように天板４０ａを面発光させて全方向から光を認識できるようにするためには、光学パターン領域３６は天板４０ａの面積の１／５倍以上の面積を有していることが好ましい。

しかして、上記リレー３１の動作表示灯３３が点灯すると、図７に示すように、動作表示灯３３から出射した光は、光入射面３９から天板４０ａ内に入射し、導光路である天板４０ａの上面と下面で反射（全反射）しながら導光し、天板４０ａの内部で面状に広がる。天板４０ａ内を導光して光学パターン領域３６に達した光のうち、光学パターン３７で反射されて上方へ向けられた光は天板４０ａの上面から外部へ出射される。したがって、光学パターン領域３６の全体から光が出射され、天板４０ａの光学パターン領域３６が面状に発光する。

このリレー３１では、動作表示灯３３から出射した光は天板４０ａ内を導光し、光学パターン領域３６において天板４０ａの上面を面発光させるので、リレー内部の構造物（たとえば、ケーブル線５４、バネ４４、ホルダー３５など）やハウジング３４ｂの角部分によって光が遮られることがない。よって、全方向から動作表示灯３３の光を認識することが可能になる。さらに、リレー３１の上面が広い面積で面発光するので、リレー３１の上面で外乱光が反射するような状況であっても、外乱光に妨げられることなくリレー３１の点灯状態を視認できる。

図８に示すように、複数個のリレー３１を並べて配置している場合でも、リレー３１の上面が面発光しているので、隣接するリレー３１によって光が遮られることがなく、全方向からリレー３１の光を認識することができる。さらに、リレー３１の上面が面発光していて広い面積が光って見えるので、複数個のリレー３１を隣接させて並べている場合でも光っているリレー３１がどのリレーであるのかが判別しやすい。

また、上記のようなリレー３１では、動作表示灯３３が水平に設置されていても、ある程度指向性の広い動作表示灯３３であれば、光源配置部３８を透過して動作表示灯３３の光が上方へ出射される。この光を利用するため、図７に示すように、光源配置部３８の上方で天板４０ａの上面に拡散光学系５５を貼り付けたり、あるいは天板４０ａの上面に拡散光学系５５を加工しておき、光源配置部３８透過した光を拡散させるようにすれば、発光面積を広くでき、より視認性を高くすることができる。拡散光学系５５としては、たとえば曲率の比較的小さな球面状の凸部や薄凸レンズ状の凸部などを多数設けた透明シートを用いることができる。

さらに、図７に示すように、光学パターン領域３６において、天板４０ａの上面に拡散光学系５６を設けてもよい。拡散光学系５６は天板４０ａの上面に加工して設けてもよく、天板４０ａの上面に密着させて重ねてもよく、空気層を挟んでいてもよい。光学パターン領域３６に拡散光学系５６を設ければ、光学パターン領域３６から出る光の指向性が広がるので、全方向からの視認性がより高くなる。

（実施形態１の変形例）
実施形態１の変形例としては、前記のように光学パターン３７を天板４０ａの下面に凹設してもよかったが、これ以外にも種々の変形例を提案することができる。

図１０は、実施形態１の別な変形例を示す概略断面図である。この変形例では、光源配置部３８を設ける代わりに、動作表示灯３３と対向する位置に光入射面を有する突起、すなわち光導入プリズム５７を設けている。動作表示灯３３から斜め上方へ出射された光は、光導入プリズム５７の傾斜面（光入射面３９）から天板４０ａ内に取り込まれて天板４０ａ内で面状に広がり、光学パターン３７で反射されることによって上方へ出射される。

図１１は、実施形態１のさらに別な変形例を示す概略断面図である。この変形例では、動作表示灯３３は光軸が、上方を向くように配置されている。動作表示灯３３の上方に水平な光入射面３９を設けてあり、光入射面３９に対向させて天板４０ａの上面に傾斜した反射面５８を設けている。動作表示灯３３から上方へ出射された光は、光入射面３９から天板４０ａ内に入射し、反射面５８で全反射されることによって天板４０ａとほぼ平行な方向へ光路を曲げられる。天板４０ａを導光する光は、天板４０ａ内で面状に広がり、光学パターン３７で反射されることによって上方へ出射される。なお、反射面５８のうち、動作表示灯３３の光が全反射されないで透過する領域には、拡散光学系５５を設けておくことが好ましい。

図１２は、実施形態１のさらに別な変形例を示す概略断面図である。この変形例では、動作表示灯３３は、光軸が水平方向を向くようにして、かつ、ハウジング３４ｂの側壁板４０ｂと対向するように配置されている。側壁板４０ｂの内面の動作表示灯３３と対向する箇所が光入射面３９となっており、側壁板４０ｂの外面の光入射面３９と対向する箇所には側壁板４０ｂの厚み方向に垂直な面に対して斜めに傾斜した反射面５９（第１の反射面）が設けられている。さらに、反射面５９の上方に位置する、ハウジング３４ｂ外面の角部分にも、斜めに傾斜した反射面６０（第２の反射面）が設けられている。反射面５９、６０は、光を全反射させるものでもよく、反射テープを貼り付けたり、反射塗料を塗ったりしたものでもよい。

図１２の変形例では、ハウジング３４ｂの天板４０ａと側壁板４０ｂが導光路となっている。すなわち、動作表示灯３３から水平方向へ出射された光は、光入射面３９から側壁板４０ｂ内に入射し、反射面５９で反射されて上方へ光路を曲げられる。反射面５９で反射した光は側壁板４０ｂの内部を通って反射面６０に入射し、さらに反射面６０で反射されて天板４０ａと平行な方向へ導光される。天板４０ａを導光する光は、天板４０ａ内で面状に広がり、光学パターン３７で反射されることによって上方へ出射される。

なお、図１０−図１２に示すように、光学パターン３７の断面形状は、動作表示灯３３から遠くなるに従って、次第に断面形状が変化していてもよい。動作表示灯３３から遠くなるに従って光学パターン３７に到達する光量が少なくなるので、光学パターン領域３６の輝度を均一化するためには、動作表示灯３３から遠くにある光学パターン３７ほど天板４０ａから光を出射させる出射効率の高い形状とすることが望ましいためである。

図１３は、実施形態１のさらに別な変形例の一部を示す概略断面図である。この変形例では、天板４０ａの上面に垂直な方向から見たとき動作表示灯３３の位置を中心として円弧状に窪んだ断面略Ｖ字状の凹部４０ｃを天板４０ａの上面に設けている。凹部４０ｃにより囲まれた箇所が光源配置部３８となっており、その下面に形成された窪みに動作表示灯３３が納められている。凹部４０ｃは、動作表示灯３３と対向する箇所が光入射面３９となっており、光入射面３９から光学パターン領域３６に向けて傾斜面３９ａ、３９ｂが延びている。図示例では、傾斜角の異なる２つの傾斜面３９ａ、３９ｂを示しているが、傾斜面の傾斜角は一定であってもよく、また湾曲していても差し支えない。

この変形例では、天板４０ａの一部を下方へ凹ませて凹部４０ｃを形成することによって光入射面３９を形成してある。光入射面３９から天板４０ａ内に入射した動作表示灯３３の光は、傾斜面３９ａ、３９ｂを導光して光学パターン領域３６へ達し、光学パターン領域３６から上方へ出射される。

また、この変形例においては、図１４に示すように、動作表示灯３３の光軸を傾斜面の傾きに近くなる方向へ向けて傾けてもよい。動作表示灯３３の光軸を傾ける角度としては、０°よりも大きく、３０°以下であることが好ましい。

（実施形態２）
図１５は、本発明の実施形態２によるリレー６１を示す概略断面図である。このリレー６１では、光学パターン領域３６に複数種類の光学パターンを設けている。図示例では、２種類の光学パターン３７、６２を設けている。光学パターン３７は、実施形態１で説明した光学パターン３７と同じものであって、天板４０ａ内を導光する光を上方へ向けて反射させるものである。光学パターン６２は、天板４０ａ内を導光する光を斜め横方向、すなわち水平面に対して小さな角度の方向へ反射させるものである。光学パターン３７と光学パターン６２は、例えばいずれも三角プリズムやピラミッド形のプリズムであって、互いに傾斜面の傾斜角が異なっている。その他の点については、実施形態１と同様であるので、同一構成部分には同一の符号を付すことによって説明を省略する（実施形態３以降についても同様）。

動作表示灯３３が点灯しているときにリレー６１を上方から見ると、光学パターン３７で反射された光が発光して見えるので、光学パターン領域３６の全体にほぼ均一に光学パターン３７を分布させてあれば、図１６（Ａ）に示すように光学パターン領域３６の全体が光って見える。これに対し、リレー６１をある方向で斜めから見ると、光学パターン６２で反射された光が見える。したがって、光学パターン領域３６内において光学パターン６２を例えば「ＡＢＣ」となるように配置してあれば、斜めから見たときには図１６（Ｂ）に示すように「ＡＢＣ」という文字が光って見える。よって、動作表示灯３３が点灯したときに、光学パターン６２で予め形成された文字や数字、マークなどの情報を特定の方向から見たときにだけ視認させることができる。

（実施形態３）
図１７は、本発明の実施形態３によるリレー７１を示す概略断面図である。このリレー７１では、導光路となる導光板７２をハウジング３４ｂの天板４０ａの直下に配置している。導光板７２のコーナー部は斜めにカットして光入射面７３を形成されている。動作表示灯３３は、光入射面７３と対向する位置に配置されている。導光板７２の下面には、プリズム状をした多数の光学パターン３７が、光学パターン領域３６への光の入射箇所を中心として円弧状に形成されている（図６（Ａ）参照）。

しかして、このリレー７１では、動作表示灯３３から出射された光が光入射面７３から導光板７２内に入ると、導光板７２内に入った光は導光板７２の上面及び下面で反射しながら導光板７２の内部に広がる。こうして導光板７２内を伝搬する光が光学パターン３７に入射すると、光学パターン３７に入射した光は導光板７２の上面に垂直な方向へ向けて反射される。そして、光は導光板７２の上面から出射し、さらに天板４０ａを透過して天板４０ａの上面の導光板７２と対向する領域を発光させる。

なお、この実施形態においても、導光板７２の面積は、天板４０ａの面積の１／５倍以上であることが望ましい。

また、導光板７２を用いる場合には、ハウジング３４ｂの上面に塵や埃が溜まる恐れが少ないので、光学パターン３７は導光板７２の上面に設けていても差し支えない。

（実施形態４）
図１８は、本発明の実施形態４によるリレー８１を示す斜視図である。この実施形態にあっては、天板４０ａの所定領域に定められた光学パターン領域３６の下面に光学パターン８２を形成されている。動作表示灯３３は、その光軸が水平方向もしくは水平方向から動作表示灯３３の広がり角の範囲内で天板４０ａを仰ぐ方向を向くようにして、光学パターン領域３６の斜め下方に配置されている。ここで、動作表示灯３３の広がり角とは、動作表示灯３３の光軸方向における光強度に対して、光強度が１／２となる方向が光軸となす角度である。例えば、動作表示灯３３の広がり角が約２５°であるとすれば、動作表示灯３３の光軸が水平方向となるように配置するか、もしくは水平方向に対して上方へ約２５°以下の傾きとなる方向を向くように配置する。

図示例では、光軸をほぼ水平にして、光学パターン領域３６の斜め下方に動作表示灯３３を配置している。動作表示灯３３は、光軸を中心としてその上下左右に約２５°程度の広がりを有しているとすれば、光学パターン領域３６が動作表示灯３３の光軸を基準として上方に０°〜２５°、左右に±２５°の範囲内に納まるように配置することが望ましい。光学パターン８２は、断面三角形の三角プリズム状あるいはピラミッド型のプリズムであって、上方から見たとき、光学パターン領域３６への光の入射箇所を中心として円弧状に形成されている（図６（Ａ）参照）。また、この光学パターン８２は、図１８に示すように、斜め下方から入射した光を屈折させて、天板４０ａの上面にほぼ垂直な方向へ光を出射させるように設計されている。

しかして、動作表示灯３３から出射した光が斜め下方から光学パターン８２に入射すると、光学パターン８２に入射した光は光学パターン８２によって上方へ屈折させられ、天板４０ａの上面にほぼ垂直な方向へ向けて出射される。その結果、天板４０ａの光学パターン領域３６が面状に発光する。この実施形態でも、光学パターン領域３６の面積は、天板４０ａの面積の１／５倍以上であることが望ましい。

このような実施形態のリレー８１でも、天板４０ａの上面が面状に発光するので、全方向から光が見えやすくなり、視認性が向上する。特に、複数個のリレー８１を並べて配置している場合でも、隣接するリレー８１に妨げられたり、隣接するリレー８１どうしのいずれが発光しているのか紛らわしくなったりすることがなく、発光しているリレー８１の判別が容易になる。

（実施形態４の変形例）
図１９は、本発明の実施形態４によるリレーの変形例を示す概略断面図である。この変形例のリレーでは、実施形態４のリレー８１において、動作表示灯３３の上方で天板４０ａの上面に拡散光学系５５を設けている。よって、動作表示灯３３から上方へ漏れた光は、拡散光学系５５によって拡散されて全方向から見えるようになり、リレーにおける動作表示の視認性がより良好になる。

また、図２０は、本発明の実施形態４によるリレーの別な変形例を示す概略断面図である。この変形例のリレーでは、実施形態４のリレー８１において、天板４０ａの上面全体に拡散光学系８３（拡散光学系５５と同様なもの）を設けている。よって、光学パターン領域３６から出射する光は拡散光学系８３によって拡散され、また動作表示灯３３から上方へ漏れた光も拡散光学系５５によって拡散され、天板４０ａの上面全体の発光が全方向から見えるようになり、リレーにおける動作表示の視認性がより良好になる。

また、図２１に示すように、光学パターン８２を形成されたプリズムシート８４を天板４０ａの下方に配置してもよい。

（実施形態５）
図２２は、水平に設置された動作表示灯３３から上方へ漏れる光の処理方法を示す概略図である。この実施形態では、動作表示灯３３の上方において天板４０ａに通孔９１があいており、通孔９１内に柱状の導光体、すなわち透明樹脂製の円柱状部材９２が挿入されている。このような構成であると、動作表示灯３３から上方へ出射した光が円柱状部材９２に入射したとき、光は円柱状部材９２の外周面で反射されて円柱状部材９２の上面から出射する。円柱状部材９２の上面から出射する光は、外側に広がるので、この実施形態では円柱状部材９２を通過した光を横方向からも認識しやすくなる。

（実施形態５の変形例）
図２３（Ａ）は、実施形態５の変形例を示す。この変形例では、透明樹脂製の円柱状部材９３を天板４０ａと一体成形している。さらに、円柱状部材９３の下面を球面状に成形して凸レンズ９４を設けてあり、円柱状部材９３の上面には光拡散処理を施している。したがって、円柱状部材９３の下面から９３に入射した光は凸レンズ９４によって平行光化されて円柱状部材９３を通過し、円柱状部材９３の上面で拡散される。この結果、光強度Ｐは上方で大きくなり、かつ円柱状部材９３の上面が均一に発光する。また、この変形例では、円柱状部材９３が天板４０ａと一体成形されているので、円柱状部材９３を天板４０ａに組み付ける手間が省かれる。

しかし、図２３（Ａ）のような構造であると、円柱状部材９３の位置と動作表示灯３３の位置とがずれた場合、図２３（Ｂ）に示すようにある方向で光が見えやすいが、反対側では光が見えにくくなる。

図２４（Ａ）は、この改良例であって、円柱状部材９３の上面に円柱状部材９３よりも直径の小さな円柱状の凸部９５を設け、凸部９５の上面に光拡散処理を施している。このような構成によれば、図２４（Ｂ）に示すように、円柱状部材９３の位置と動作表示灯３３の位置とがずれた場合でも、凸部９５から出射する光の光強度分布はずれにくくなり、全方向からの光の見え方が均一になる。

（実施形態６）
図２５は、動作表示灯３３から上方へ漏れる光の別な処理方法を示す概略図である。この実施形態では、動作表示灯３３のほぼ発光中心を通り天板４０ａの上面に垂直な軸の回りに環状のＶ溝１０１を形成している。Ｖ溝１０１の深さは、０.２ｍｍ以上１.５ｍｍ以下の程度である。こうして動作表示灯３３の上方に環状のＶ溝１０１を設けていると、Ｖ溝１０１を通過した光は、Ｖ溝形成前の平坦な天板上面を通過していた光とは異なる方向へ放射される。よって、動作表示灯３３から上方へ出射された光は、天板４０ａにＶ溝１０１が形成されていることによって広い角度範囲へ出射されるようになり、広い方向から光を認識できて動作表示光の視認性を高めることができる。

さらに、図２６に示すように、Ｖ溝１０１の下方において天板４０ａの下面に環状プリズム部１０２を設けてもよい。環状プリズム部１０２の高さも、０.２ｍｍ以上１.５ｍｍ以下の程度である。天板４０ａの上面に設けたＶ溝１０１に加えて、天板４０ａの下面にも環状プリズム部１０２を設ければ、光を様々な方向へ屈折させて放射させることができ、広い方向から光を認識できて動作表示光の視認性をより高めることができる。

さらに、図２７に示すように、天板４０ａの上面においてＶ溝１０１の中央に凹レンズ状の凹曲面１０３を設け、天板４０ａの下面において環状プリズム部１０２の中央に凸レンズ状の凸曲面１０４を設けてもよい。この変形例では、天板４０ａの上下面にそれぞれ凹曲面１０３と凸曲面１０４を設けているので、動作表示灯３３から出射された光をより一層さまざまな方向へ出射させることができる。よって、広い方向から光を認識できて動作表示光の視認性をより高めることができる。

（異なる形状の光学パターン）
上記各実施形態においては、断面三角形状をした三角プリズム状の光学パターン３７や、ピラミッド状の光学パターン３７を説明したが、光学パターン３７はこのような形状のものに限らない。例えば、図２８は、断面が台形状をした光学パターン３７を表している。例えば、四角錐台形状の光学パターン３７である。なお、断面台形状をした光学パターン３７の先端面の幅Ｗは、数十μｍ以下であることが好ましい。また、光学パターン３７間の隙間Ｓも、数十μｍ以下であることが好ましい。このような形状の光学パターン３７は、図７−図１７のような導光タイプにも、図１８−図２１のような投射タイプにも用いることができる。

Claims (15)

1. ケース内にリレー本体と光源を内蔵し、前記リレー本体の動作と連動して前記光源が発光するリレーであって、
   前記ケースの天板の下面に形成された窪みに前記光源を納め、前記光源から水平方向へ出射した光を前記窪みの側壁面から前記天板内へ入光させるようにし、
   前記天板内へ取り込まれて前記天板内へ導光された光を前記天板の上面から外部へ出射させるための光学パターンを前記天板の上面又は下面の少なくとも一方に設けたことを特徴とするリレー。
2. ケース内にリレー本体と光源を内蔵し、前記リレー本体の動作と連動して前記光源が発光するリレーであって、
   前記ケースの側壁板の外面に、前記ケースの側壁板の厚み方向に垂直な面に対して傾斜した第１の反射面を設け、
   前記ケースの上面と側面との間の角部に傾斜した第２の反射面を形成し、
   前記光源から水平に出射された光を前記側壁板に入光させ、前記側壁板に入光した光を前記第１の反射面で反射させることによって前記側壁板に沿って光を導光させ、さらに前記第２の反射面で反射させることによって光を前記ケースの天板に沿って導光させるようにし、
   前記天板内へ導光された光を前記天板の上面から外部へ出射させるための光学パターンを前記天板の上面又は下面の少なくとも一方に設けたことを特徴とするリレー。
3. 前記天板において、前記天板の面積の１／５倍以上の面積を有する領域から外部へ光が出射されることを特徴とする、請求項１又は２に記載のリレー。
4. 前記光学パターンは、プリズム状に形成された凸部又は凹部であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のリレー。
5. 前記光学パターンは、前記天板に垂直な方向から見たとき、前記光学パターンが形成されている領域のうち当該領域に光が入光する箇所を中心とする同心円上に配置されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のリレー。
6. 前記光学パターンは、前記天板内を導光する光を全反射させることによって前記天板の上面から外部へ光を出射させることを特徴とする、請求項１又は２に記載のリレー。
7. 前記天板の下面に前記光学パターンが設けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のリレー。
8. 前記天板に垂直な方向から見たとき、前記光学パターンが設けられている領域の外側の領域において、前記天板に透明な動作確認窓が形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のリレー。
9. 前記天板には、前記天板内を導光する光を異なる方向へ反射させる複数種類の光学パターンが形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のリレー。
10. ケース内にリレー本体と光源を内蔵し、前記リレー本体の動作と連動して前記光源が発光するリレーであって、
    下面側から入射した光を屈折させて前記ケースの天板の上面から外部へ出射させるためのプリズム状をした光学パターンを前記天板の下面に配置し、
    光軸が前記天板の下面と平行になるようにして、前記ケースの天板と前記リレー本体との間に前記光源を配置したことを特徴とするリレー。
11. 前記光学パターンを前記天板の下面に設けたことを特徴とする、請求項１０に記載のリレー。
12. 前記天板において、前記天板の面積の１／５倍以上の面積を有する領域から外部へ光が出射されることを特徴とする、請求項１０に記載のリレー。
13. 前記光学パターンと対応する領域において、前記天板に拡散光学系を形成したことを特徴とする、請求項１、２又は１０のうちいずれか１項に記載のリレー。
14. 光軸が前記天板と平行となるようにして前記天板の下方に前記光源を配置し、
    前記光源の上方において、前記天板に拡散光学系を形成したことを特徴とする、請求項１、２又は１０のうちいずれか１項に記載のリレー。
15. 光軸が前記天板と平行となるようにして前記天板の下方に前記光源を配置し、
    前記光源の上方において、前記天板に柱状の導光体を設けたことを特徴とする、請求項１、２又は１０のうちいずれか１項に記載のリレー。