特許第6237987号(P6237987)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6237987
(24)【登録日】2017年11月10日
(45)【発行日】2017年11月29日
(54)【発明の名称】リレー
(51)【国際特許分類】
   H01H 45/08 20060101AFI20171120BHJP
   F21V 8/00 20060101ALI20171120BHJP
   F21Y 101/00 20160101ALN20171120BHJP
【FI】
   H01H45/08 A
   F21V8/00 310
   F21Y101:00
【請求項の数】15
【全頁数】22
(21)【出願番号】特願2013-146260(P2013-146260)
(22)【出願日】2013年7月12日
(65)【公開番号】特開2015-18738(P2015-18738A)
(43)【公開日】2015年1月29日
【審査請求日】2016年6月3日
(73)【特許権者】
【識別番号】000002945
【氏名又は名称】オムロン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100094019
【弁理士】
【氏名又は名称】中野 雅房
(72)【発明者】
【氏名】大角 吉正
(72)【発明者】
【氏名】篠原 正幸
(72)【発明者】
【氏名】宮本 寛之
(72)【発明者】
【氏名】廣田 和英
【審査官】 関 信之
(56)【参考文献】
【文献】 実開昭50−122839(JP,U)
【文献】 実開昭60−056085(JP,U)
【文献】 特開2012−209127(JP,A)
【文献】 実開昭63−199287(JP,U)
【文献】 実開昭54−183658(JP,U)
【文献】 特開2005−190716(JP,A)
【文献】 特開2006−172731(JP,A)
【文献】 特開2008−059860(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01H 45/08
F21V 8/00
F21Y 101/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【0004】
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。
【0005】
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。
【0006】
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。
【0007】
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。
【0008】
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。
【0009】
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。
【0010】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0011】
【特許文献1】特開2006−172731号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
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。
【課題を解決するための手段】
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【図面の簡単な説明】
【0030】
図1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図5は、図4に示したリレーの断面図である。
図6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。
【符号の説明】
【0031】
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
【発明を実施するための形態】
【0032】
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。
【0033】
(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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
(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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
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。
【0057】
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。
【0058】
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。
【0059】
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。
【0060】
(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)。
【0061】
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。
【0062】
(実施形態3)
図17は、本発明の実施形態によるリレー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)。
【0063】
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。
【0064】
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。
【0065】
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。
【0066】
(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。
【0067】
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。
【0068】
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。
【0069】
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。
【0070】
(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。
【0071】
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。
【0072】
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。
【0073】
(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。
【0074】
(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。
【0075】
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。
【0076】
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。
【0077】
(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。
【0078】
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。
【0079】
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。
【0080】
(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。
図1
図2
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図5
図6
図7
図8
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図10
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図15
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図28