JP6428189B2 - Ｌｅｄ表示器 - Google Patents

Description

本発明は、ＬＥＤを光源とするＬＥＤ表示器に関する。

近年、例えば路線バスにおいて、行き先表示器としてＬＥＤ表示器が使用されている（特許文献１等参照）。行き先表示器として使用されるＬＥＤ表示器は、外から表示が見えるように、例えば車体の前部、側部、後部等に設置される。

特開２０００−１０８８０３号公報

ＬＥＤ表示器において、走行中には車体が振動するので、この振動がＬＥＤ表示器に付与されると、基板が撓んでしまうことがある。こうなると、基板がフレームから外れてしまうなどの問題が発生するので、基板の耐振性を確保したいニーズがあった。

本発明の目的は、基板の耐振性を確保することができるＬＥＤ表示器を提供することにある。

前記問題点を解決するＬＥＤ表示器は、光源である複数のＬＥＤの光により表示を実行する構成において、前記ＬＥＤはカラー用ＬＥＤと単色用ＬＥＤとを備え、前記カラー用ＬＥＤが実装された第１基板と、前記単色用ＬＥＤが実装された第２基板に振動が付与されても、当該振動を要因として前記第１基板及び前記第２基板に発生し得る撓みに対する耐性を確保する耐振機構を備え、前記耐振機構は、ＬＥＤ表示器のフレームに前記第１基板を第１スペーサによって、同じくＬＥＤ表示器のフレームに前記第２基板を第２スペーサによって組み付け固定され、前記第１スペーサよりも前記第２スペーサの方が長く形成されている構造である。

本構成によれば、ＬＥＤ表示器に基板の耐振機構を設けたので、仮に基板に撓むような荷重が付与されても、これに対する耐性を向上することが可能となる。よって、ＬＥＤ表示器において基板の耐振性を確保することが可能となる。

本発明によれば、基板の耐振性を確保することができる。

一実施形態のＬＥＤ表示器の斜視図。 カラー用ＬＥＤの正面図。 ＬＥＤ表示器の分解斜視図。 第１ルーバー（カラー用ＬＥＤルーバー）の正面図。 図４のII−II線断面図。 図４のIII−III線断面図。 第２ルーバー（単色用ＬＥＤのルーバー）の正面図。 図７のII−II線断面図。 図７のIII−III線断面図。 ＬＥＤ表示器を背面側から見た斜視図。 基板をフレームに取り付けた付近の断面図。 基板の背面図。 ＬＥＤ表示器の電気構成図。 基板に厚み方向の撓みが発生する様子を示した説明図。

以下、ＬＥＤ表示器の一実施形態を図１〜図１４に従って説明する。
図１に示すように、ＬＥＤ表示器１は、複数のＬＥＤ２からなる表示部３を備え、種々の文字や絵柄を表示部３で表示可能となっている。ＬＥＤ表示器１は、例えば路線バスや鉄道等の行き先表示器として使用されている。ＬＥＤ表示器１は、バスに搭載される場合、例えば車体の前面、側面、後面の複数箇所に設置される。ＬＥＤ表示器１は、例えば数百色の色を表現可能な「カラー表示」と、例えば白色の１種類のみ表示可能な「単色表示」とを組み合わせた表示が可能である。

ＬＥＤ表示器１は、表示部３が設けられた表示器本体４と、車体への組み付け部分となる左右一対のブラケット５とを備える。表示器本体４は、ＬＥＤ２が整列配置された表示部３の周囲を囲むように設けられた金属製のフレーム６を備える。表示部３は、カラー表示が可能なカラー表示部３ａと、単色のみの表示が可能な単色表示部３ｂとを備える。表示器本体４には、複数のケーブル７が接続され、これらケーブル７から例えば表示データや電源等が入力される。

図３に示すように、カラー表示部３ａは、カラー表示部３ａを構築する１部品単位のカラー用表示ユニット８を複数（本例は２つ）備えてなる。各々のカラー用表示ユニット８は、カラー用ＬＥＤ２ａが複数実装された基板９（以降、第１基板９ａと記す）と、カラー用ＬＥＤ２ａの視認性を確保するルーバー１０（以降、第１ルーバー１０ａと記す）とを備える。第１ルーバー１０ａは、１枚の第１基板９ａに対して２つ設けられる。カラー用ＬＥＤ２ａは、第１基板９ａにおいて格子状に整列するように配置されている。

単色表示部３ｂは、単色表示部３ｂを構築する１部品単位の単色用表示ユニット１１を複数（本例は６つ）備えてなる。各々の単色用表示ユニット１１は、単色用ＬＥＤ２ｂが複数実装された基板９（以降、第２基板９ｂと記す）と、単色用ＬＥＤ２ｂの視認性を確保するルーバー１０（以降、第２ルーバー１０ｂと記す）とを備える。第２ルーバー１０ｂは、１枚の第２基板９ｂに対して２つ設けられる。単色用ＬＥＤ２ｂは、第２基板９ｂにおいて格子状に整列するように配置されている。第１基板９ａ及び第２基板９ｂは、基板面積を同一化することにより外形が共通化されている。

表示器本体４の背面には、表示器本体４の内部を開閉する複数（本例は４つ）のカバー１２が着脱可能に取り付けられている。カバー１２は、各々のカラー用表示ユニット８及び単色用表示ユニット１１の２枚組ごとに１つずつ設けられている。

図２に示すように、カラー用ＬＥＤ２ａは、ＲＧＢの三原色を表現するために、青色発光素子１３ａ、緑色発光素子１３ｂ及び赤色発光素子１３ｃを備える。本例のカラー用ＬＥＤ２ａは、上から順に青色発光素子１３ａ、緑色発光素子１３ｂ及び赤色発光素子１３ｃの並び順をとるように設けられている。

図４に示すように、第１ルーバー１０ａは、周期的に並んだ区切りの形状である格子状に設けられている。具体的にいうと、第１ルーバー１０ａは、鉛直方向に等間隔に並び配置された複数の鍔部１５ａと、水平方向に等間隔に並び配置された複数の連結部１６ａとを備える。そして、鍔部１５ａ及び連結部１６ａは、鍔部１５ａ及び連結部１６ａの隙間部分からなる孔部１７ａを形成する。鍔部１５ａは、上部からの光（例えば太陽の光）を遮るためのものである。連結部１６ａは、カラー用ＬＥＤ２ａの横に位置していて、複数設けられた鍔部１５ａを繋ぎ合わせ、第１ルーバー１０ａ自体の強度を確保する。孔部１７ａは、カラー用ＬＥＤ２ａの外形形状に合わせて四角状の孔として形成されている。

図５に示すように、鍔部１５ａの高さＨ１は、カラー用ＬＥＤ２ａの視認性（一例は正面からの視認性）が確保できる程度の高さ（約５．５ｍｍ程度）に形成されている。鍔部１５ａの先端上面には、先端に向かうに従って高さが低くなっていく斜面部１８ａが形成されている。鍔部１５ａの先端に斜面部１８ａを形成するのは、カラー用ＬＥＤ２ａの鉛直方向における光（照射光）の視野角θ１を確保するためである。鍔部１５ａの根元には、強度確保のために肉厚部１９ａが形成されている。第１ルーバー１０ａの表面には、シボ加工を施すことによりシボ加工面２０ａが形成されている。シボ加工面２０ａは、第１ルーバー１０ａの表面における光の反射を抑制するために形成される。シボ加工面２０ａは、いわゆるざらざらした面のことをいい、例えば、つや消し、細かい凸凹状の突、シワ等から形成されるとよい。シボ加工面２０ａは、鍔部１５ａの上面と連結部１６ａの表面とに形成されている。

図５及び図６に示すように、連結部１６ａの高さＨ２は、カラー用ＬＥＤ２ａが連結部１６ａの表面よりも外側に所定量飛び出すように、カラー用ＬＥＤ２ａよりも低くなる高さに形成されている。これは、カラー用ＬＥＤ２ａの水平方向における光（照射光）の視野角θ２を確保するためである。第１ルーバー１０ａの背面には、複数（図６において１つのみ図示）の突起２１ａが設けられ、これらを第１基板９ａの取付孔２２ａ（図６では１つのみ図示）に係合することによって第１ルーバー１０ａが第１基板９ａに組み付けられる。

図７〜図９に示すように、第２ルーバー１０ｂは、第１ルーバー１０ａと基本的に同様の形状をとり、鍔部１５ｂ、連結部１６ｂ、孔部１７ｂ、斜面部１８ｂ、肉厚部１９ｂ、シボ加工面２０ｂ及び突起２１ｂを有する。第２ルーバー１０ｂにおいて第１ルーバー１０ａと異なるところは、連結部１６ｂの形状である（図９参照）。同図に示されるように、連結部１６ｂは、真ん中を頂点としたテーパ状（山形状）に形成されている。これは、カラー用ＬＥＤ２ａの水平方向における光（照射光）の視野角θ３を確保するためである。

図１０に示すように、ＬＥＤ表示器１は、ＬＥＤ表示器１に発生する振動を要因として基板９に発生し得る撓みに対する耐性を確保する耐振機構２４を備える。本例の耐振機構２４は、ＬＥＤ表示器１にかかる振動によって仮に基板９に基板厚さ方向（同図のＸ軸方向）に撓みの荷重がかかっても、これに対する耐性を高めて基板９の脱落や破損等から保護するものである。

本例の耐振機構２４の１つは、基板９（第１基板９ａ及び第２基板９ｂ）をＬＥＤ表示器１のフレーム６にスペーサ２５によって組み付ける構造である。この場合、各々の基板９（第１基板９ａ及び第２基板９ｂ）は、それぞれ複数（本例は４つ）のスペーサ２５を介して表示器本体４に組み付けられている。スペーサ２５は、細長い棒状に形成されるとともに、四角状の基板９の四隅にそれぞれ配置されている。本例のスペーサ２５は、基板９の平面方向（図１０のＹＺ平面方向）に対して直交する方向（図１０のＸ軸方向）に延びている。本例の場合、基板９は、フレーム６の内部に形成されたボス部２６に位置合わせされた状態において、基板９の孔（図示略）にスペーサ２５の一端側を挿し込んでボス部２６に螺着するとともに、スペーサ２５の他端側をカバー１２越しにねじ固定することにより、表示器本体４に組み付け固定される。

図１１に示すように、第１基板９ａは、長めのボス部２６ａに位置決めされている。一方、第２基板９ｂは、短めのボス部２６ｂに位置決めされている。こうすることにより、単色用ＬＥＤ２ｂの高さ方向のサイズがカラー用ＬＥＤ２ａのそれよりも小さくなっていても、カラー用ＬＥＤ２ａの発光面と単色用ＬＥＤ２ｂの発光面とが、同一平面上に配置されるようになる。これを踏まえ、スペーサ２５は、カラー表示部３ａに使用される第１スペーサ２５ａよりも、単色表示部３ｂに使用される第２スペーサ２５ｂの方が長く形成されている。第２ルーバー１０ｂの厚さＷ２は、単色用ＬＥＤ２ｂの高さがカラー用ＬＥＤ２ａの高さよりも低いことを踏まえ、第１ルーバー１０ａの厚さＷ１よりも薄く形成されている。

図１２に示すように、本例の耐振機構２４のもう１つは、基板９に設けられたコネクタ２８を、基板９の長手方向（図１２のＺ軸方向）に対して交差する向きに配置する構造である。コネクタ２８は、基板９の裏面において電気接続箇所として設けられる。本例のコネクタ２８は、複数（例えば４つ）設けられ、基板９の四隅に各々配置されている。コネクタ２８は、基板９の長手方向（図１２のＺ軸方向）に対して直交する水平向き（横向き）に配置されている。すなわち、コネクタ２８は、コネクタ２８の長手方向（図１２の矢印Ｋ方向）と基板９の長手方向（図中のＺ軸方向）とが直交するように配置されている。

図１３に示すように、ＬＥＤ表示器１は、表示部３を表示制御するコントローラ３０を備える。また、複数の基板９は、直列接続されてコントローラ３０に接続される。コントローラ３０は、外部から入力した表示データを基に、表示部３（ＬＥＤ２）を点灯制御する。本例の場合、コントローラ３０と基板９との間のデータ通信には、ＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling）が使用されている。すなわち、本例のコントローラ３０は、表示データをＬＶＤＳ信号で基板９に送信することにより、表示部３の表示画面を制御する。

次に、図１２及び図１４を用いて、ＬＥＤ表示器１の作用を説明する。
図１４に示すように、例えばＬＥＤ表示器１に車体の揺れなどに起因する振動が発生すると、基板９に「撓み」が発生することがある。この撓みは、基板９の長手方向（図１４のＺ軸方向）に対して直交する向き、すなわち基板厚さ方向にかかる荷重である。特に、路線バス等の車両に搭載されたＬＥＤ表示器１においては、例えば悪路走行中に振動が発生する環境にあり、基板９に前述したような基板厚さ方向の撓みが発生してしまう可能性が高い。

そこで、本例においては、ボス部２６に位置決めされた基板９を、フレーム６越しに複数のスペーサ２５を介して各ボス部２６に固定する組み付け構造にしている。これにより、基板９上にスペーサ２５という長い柱が立つ組み付け状態となるので、基板９のねじれ方向に対する強度が向上する。また、フレーム６に支持されたスペーサ２５とボス部２６とで基板９を挟み込むことにもなるので、基板９がフレーム６にしっかりと固定される。よって、基板９の耐振性が確保されるので、基板９がフレーム６から外れてしまう状況を生じ難くすることが可能となる。

また、本例の場合、基板９のコネクタ２８を水平方向（横向き：図１２の矢印Ｋ方向）の向きに配置する。このため、基板９に基板厚さ方向の撓みの負荷がかかったとき、例えばコネクタ２８を基板９の鉛直方向（長手方向）に配置した場合に比べて、撓みによりコネクタ２８が大きく撓んでしまうこともない。よって、このことも基板９の耐振性の確保に一層有利となる。

本実施形態の構成によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）ＬＥＤ表示器１に耐振機構２４を設けたので、例えば悪路等の車両走行時に、仮に基板９に撓むような荷重が付与されても、これに対する耐性を向上することが可能となる。よって、ＬＥＤ表示器１において基板９の耐振性を確保することが可能となる。

（２）耐振機構２４は、基板９をＬＥＤ表示器１のフレーム６にスペーサ２５によって組み付け固定する構造である。このため、基板９上に長い柱としてスペーサ２５が立設されることになるので、仮に基板９に撓むような荷重がかかっても、スペーサ２５によって基板９をしっかりと支持することができる。よって、基板９が大きく撓んでしまうことがないので、基板９を破損等から保護するのに有利となる。

（３）耐振機構２４は、基板９に設けられるコネクタ２８を、基板９の長手方向に対して交差する方向、すなわち水平方向（横方向）に配置する構造である。このため、基板９に撓むような荷重がかかっても、この荷重がコネクタ２８に過度に加わることがない。よって、コネクタ２８が基板９から脱落するのを抑制するのに有利となる。

（４）ＬＥＤ表示器１にルーバー１０を取り付けたので、例えば太陽光等の光がＬＥＤ表示器１の表示部３に照射されたとしても、光がルーバー１０（鍔部１５ａ，１５ｂ）によって遮られ、ＬＥＤ２で反射し難くなる。また、基板９上に整列配置されたＬＥＤ２の間の隙間がルーバー１０によって埋められているので、太陽光等の光が基板９で反射し難くなる。このため、ＬＥＤ２の光のコントラストが確保される。よって、ＬＥＤ表示器１の表示の視認性を向上することができる。

（５）ルーバー１０は、基板９に取り付け固定されている。このため、耐振性が確保された基板９にルーバー１０が組み付けられるので、ルーバー１０自体も振動の影響を受け難くなる。よって、ルーバー１０の脱落等の防止に有利となる。

なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・スペーサ２５が組み付けられるフレーム６は、ＬＥＤ表示器１の骨組みであれば、どの部分でもよい。

・１枚の基板９に対し２つのルーバー１０が組み付けられることに限らず、１枚の基板９にルーバー１０が１つのみ組み付けられてもよい。
・ルーバー１０は、上下左右に仕切りが真っ直ぐ延びる格子状に限らず、例えば仕切りが斜めを向くなど、他の形状に変更可能である。

・ＬＥＤ表示器１は、カラーのみの表示、又は単色のみの表示としてもよい。この場合、ルーバー１０は１種類のみ搭載される。
・ＬＥＤ表示器１に搭載される基板９は１つでもよいし、この場合、ルーバー１０も１つとしてもよい。

・ＬＥＤ表示器１には、耐振機構２４として、スペーサ２５による組み付け構造と、コネクタ２８の配置向き構造との両方を設けることに限らず、一方のみとしてもよい。
・耐振機構２４は、スペーサ２５による組み付け構造や、コネクタ２８の配置向き構造に限定されず、基板９の耐振性を確保できるものであれば、種々の構造が採用可能である。

・ＬＥＤ表示器１は、車両に搭載されることに限定されず、他の機器、装置、システム等に搭載することが可能である。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。

（イ）前記ＬＥＤ表示器において、上方から前記ＬＥＤに照射される光を遮ることが可能で、かつ整列された前記ＬＥＤの間に配置されて当該ＬＥＤの間の隙間を埋めるように設けられた格子状のルーバーを備えた。この構成によれば、ＬＥＤ表示器にルーバーを設けたので、例えば太陽光等の光がＬＥＤ表示器に照射されたとしても、光がルーバーによって遮られ、ＬＥＤで反射し難くなる。また、整列するＬＥＤの間の隙間がルーバーによって埋められるので、太陽光等の光が、ＬＥＤが実装される基板でも反射し難くなる。このため、ＬＥＤの光のコントラストが確保される。よって、ＬＥＤ表示器において表示の視認性を向上することが可能となる。

（ロ）前記ＬＥＤ表示器において、前記ルーバーは、前記基板に取り付け固定されている。この構成によれば、耐振性が確保された基板にルーバーを組み付けるので、ルーバー自体も振動の影響を受け難くなる。よって、ルーバーの脱落等の防止に有利となる。

１…ＬＥＤ表示器、２…ＬＥＤ、２ａ…カラー用ＬＥＤ、２ｂ…単色用ＬＥＤ、６…フレーム、９…基板、９ａ…第１基板、９ｂ…第２基板、１０（１０ａ，１０ｂ）…ルーバー、２４…耐振機構、２５…スペーサ、２８…コネクタ。

Claims (2)

1. 光源である複数のＬＥＤの光により表示を実行するＬＥＤ表示器において、
   前記ＬＥＤは、カラー用ＬＥＤと単色用ＬＥＤとを備え、
   前記カラー用ＬＥＤが実装された第１基板と、前記単色用ＬＥＤが実装された第２基板に振動が付与されても、当該振動を要因として前記第１基板及び前記第２基板に発生し得る撓みに対する耐性を確保する耐振機構を備え、
   前記耐振機構は、ＬＥＤ表示器のフレームに前記第１基板を第１スペーサによって、同じくＬＥＤ表示器のフレームに前記第２基板を第２スペーサによって組み付け固定され、前記第１スペーサよりも前記第２スペーサの方が長く形成されている構造であることを特徴とするＬＥＤ表示器。
2. 前記耐振機構は、前記第１基板及び前記第２基板に設けられたコネクタを、前記第１基板及び前記第２基板の四隅に各々配置する構造であることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ表示器。