JP2011243294A - 点灯表示装置と表示灯付きスイッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 開閉接点に並列に接続して漏洩電流を抑えつつ発光ダイオードを高輝度に発光させることを実現する。
【解決手段】 一次側巻線４３及び二次側巻線４４を有する変成器４２と、この変成器４２の二次側巻線４４から供給される電力をもって点灯する発光ダイオード４１とを含む構成とする。変成器４２は、一次側巻線４３の無負荷インピーダンスを高めて当該一次側巻線４３に流れる電流を抑えるとともに、二次側巻線４４に発光ダイオード４１を点灯させる電流が流れるように、当該一次側巻線４３と二次側巻線４４の巻数比を設定してある。
【選択図】 図３

Description

この発明は、開閉接点が開いている状態のとき操作部材に設けた点灯表示部を点灯表示させる機能を備えた表示灯付きスイッチ装置と、当該スイッチ装置に好適な点灯表示装置に関する。

従来のこの種の表示灯付きスイッチ装置は、開閉接点と並列にネオン管を接続し、当該ネオン管を操作部材に組み込むとともに、このネオン管の対向位置に点灯表示窓を設けた構成となっていた。点灯表示窓は、小さな面積でネオン管からの光線を直接外部へ出射させる構成であった。
さて、近年はスイッチ装置にデザイン性を求めるユーザが増えてきており、点灯表示部も小さな小窓からネオン管の光が漏れ出る程度の点灯表示では、ユーザのデザイン要求に応えられなくなっている。
そこで、横方向に延びるライン状に形成した点灯表示部を、開閉接点が開いている状態のとき、全領域にわたり点灯して見せることができれば、ユーザのデザイン要求に充分に応えることができると推察される。
そのためには、光源からの光を集光し、適宜反射・屈折・拡散により光束を成形し点灯表示部へ導くことが必要となるが、面発光するネオン管からの光線では、如何なる光学系を用いてもビーム状の光束を形成することが出来ず、光源からの距離の２乗乃至３乗に比例して光量が減衰するので、ライン状の点灯表示部へ充分な光量を導くことができない。

図５は従来の発光ダイオードを光源とした表示灯点灯回路を示す回路図である。
同図に示す表示灯点灯回路は、特許文献１（実用新案登録第３０３１１７６号公報）に開示された回路であり、開閉接点５１と並列に発光ダイオード６２と抵抗６３が接続されている。
しかし、発光ダイオード６２を高輝度に発光させるには１０ｍＡを超える電流を通電する必要がある。１０ｍＡの漏洩電流は、消費電力１Ｗ（１００Ｖ回路の場合）の負荷電流に相当する。ゆえに、家庭用電気製品などの消費電力１０Ｗ程度の負荷が負荷側の端子５３に接続されている状況にあっては、１０ｍＡの漏洩電流が負荷側の端子５３に流れた場合、ＯＮ状態のときの負荷電流の数パーセントがＯＦＦ状態のときにも流れることとなり、当該負荷は電気的に作動してしまう。つまり、負荷が白熱電球であれば薄く点灯した状態となり、換気扇であればファンが低速回転する状態となる。
逆に、負荷がＯＦＦ状態を維持できる程度の漏洩電流（例えば、１ｍＡ以下の漏洩電流）に抑えた場合、発光ダイオード６２は輝度は視認しがたい暗さとなってしまう。
したがって、図５に示す表示灯点灯回路では、漏洩電流を抑えつつ発光ダイオード６２を高輝度に発光させることはできない。

実用新案登録第３０３１１７６号公報

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、開閉接点に並列に接続して漏洩電流を抑えつつ発光ダイオードを高輝度に発光させることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の点灯表示装置は、一次側巻線及び二次側巻線を有する変成器と、この変成器の二次側巻線から供給される電力をもって点灯する発光ダイオードとを含む点灯表示装置であって、
変成器は、一次側巻線を少なくとも一万回を超える巻数に設定して無負荷インピーダンスを高めることで当該一次側巻線に流れる電流を抑えるとともに、二次側巻線に前記発光ダイオードを点灯させる電流が流れるように、当該一次側巻線と二次側巻線の巻数比を少なくとも１０／１よりも大きな巻数比に設定してあることを特徴とする。

また、本発明の表示灯付きスイッチ装置は、交流電源を接続又は遮断する開閉接点を備えたスイッチ装置に、上記構成の点灯表示装置を組み込んでなり、開閉接点が遮断状態のときに発光ダイオードが点灯する構成の表示灯付きスイッチ装置であって、
交流電源に対して、開閉接点と並列に変成器の二次側巻線を接続したことを特徴とする。

本発明によれば、開閉接点に並列に接続して漏洩電流を抑えつつ発光ダイオードを高輝度に発光させることができる。

本発明の実施形態に係る表示灯付きスイッチ装置の全体構成を示す分解斜視図である。 組立後のスイッチ本体、操作部材、及び導光部材を縦方向に並べて示す外観斜視図である。 本発明の実施形態に係る発光ダイオード点灯回路を示す回路図である。 従来の表示灯付きスイッチ装置における表示灯点灯回路を示す回路図である。 従来の他の表示灯付きスイッチ装置における表示灯点灯回路を示す回路図である。 本発明の実施形態に係る発光ダイオード点灯回路ユニットの構造を示す分解斜視図である。 発光ダイオード点灯回路の変形例を示す回路図である。 発光ダイオード点灯回路の他の変形例を示す回路図である。 本発明の実施形態に係る導光部材を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面側面図、（ｃ）は導光部材内での光路を描いた平面図、（ｄ）は同じく側面図である。 （ａ）は図９（ｂ）を拡大して示す断面側面図、（ｂ）は図９（ｄ）を拡大して示す側面図である。 本発明の他の実施形態に係る表示灯付きスイッチ装置の外観構成を示す斜視図である。 本発明の他の実施形態に係る表示灯付きスイッチ装置の外観構成を示す斜視図である。 図２、図１１、図１２に示した表示灯付きスイッチ装置における導光部材を示す図で、（１ａ）（２ａ）（３ａ）は平面図、（１ｂ）（２ｂ）（３ｂ）は正面図、（１ｃ）（２ｃ）（３ｃ）は側面図である。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
〔全体構成〕
図１はこの実施形態に係る表示灯付きスイッチ装置の全体構成を示す分解斜視図である。
同図に示すように、本実施形態の表示灯付きスイッチ装置は、スイッチ本体１０、操作部材３０、発光ダイオード点灯回路ユニット４０、及び導光部材７０を含んでいる。
図２は組立後のスイッチ本体、操作部材、及び導光部材を縦方向に並べて示す外観斜視図である。

スイッチ本体１０は、上面が開口したケース１１内に、中枠体１２、速結端子１３、可動接触子１７、コイルばね１８、及び作動子１９を組み込んだ構成となっており、ケース１１の開口には蓋体２３が嵌め込まれ、蓋止め金具２４によりケース１１と蓋体２３とを結合してある。

速結端子１３は、押えばね１４、端子板１５、及び解除釦１６の各構成部品を含み、これらの各構成部品を中枠体１２に組み込んで構成される。速結端子１３は、ケース１１に設けた導線挿入孔（図示せず）から差し込まれた導線を、押えばね１４と端子板１５との間で挟持して導通状態を形成する機能を有している。一方、解除釦１６を押すことで導線の挟持状態をワンタッチで解除して当該導線をケース１１から引き出すことができる。かかる速結端子１３（「ネジ無し端子」ともいう）の構成と機能はすでに周知であるため、詳細な説明は省略する（例えば、特開2001-357756号公報参照）。

可動接触子１７は、可動接点１７ａを有し、下端を支点として揺動自在に組み込まれており、端子板１５に設けた固定接点１５ａに対して可動接点１７ａを接離させる。可動接触子１７と作動子１９との間にはコイルばね１８が設けられ、これらの構成部品をもってトグル機構が形成されている。すなわち、作動子１９の揺動操作に伴い、作動子１９が揺動範囲の中央位置を超えると可動接触子１７が揺動して、固定接点１５ａに対し接触又は離間する。上述した速結端子１３には、交流電源に繋がる屋内配線の導線と、電灯や換気扇等の電気機械器具（以下、「負荷」ということもある）に繋がる導線とが接続され、固定接点１５ａと可動接点１７ａの接離動作により、これら負荷と交流電源との間が接続又は遮断される。すなわち、固定接点１５ａと可動接点１７ａは、交流電源と負荷とを接続又は遮断する開閉接点５１を構成している。

作動子１９は、表面に固定ばね２０が装着されており、蓋体２３へ揺動自在に組み込まれている。この作動子１９の表面（ボス面）には、固定ばね２０を介して操作部材３０が装着され、ユーザによる操作部材３０の操作をもって作動子１９が一体に揺動する。作動子１９の表面中央部には透光窓２１が形成してあり、後述する発光ダイオード４１の光線がこの透光窓２１を透して導光部材７０へと導かれる。透光窓には透明な敷板２２が配置してあり、透光窓２１からケース１１内への塵埃の侵入を防いでいる。敷板２２は、固定ばね２０に押えつけられて作動子１９の表面に固定されている。

操作部材３０には、表面から視認できる点灯表示部３１が設けられている。点灯表示部３１は、横方向（幅方向）に延びるライン状に形成されている。本実施形態の表示灯付きスイッチ装置は、このようにライン状に形成された点灯表示部３１の全領域から、後述する発光ダイオード４１の光線を出射するように構成されている。

〔発光ダイオード点灯回路ユニット４０〕
次に、発光ダイオード点灯回路ユニット４０について説明する。
スイッチ本体１０の内部には、発光ダイオード点灯回路ユニット４０が組み込まれている。発光ダイオード点灯回路ユニット４０は、本スイッチ装置が交流電源を遮断した状態のとき（すなわち、電源ＯＦＦの状態のとき）、発光ダイオード４１（ＬＥＤ）を発光させるための点灯回路（発光ダイオード点灯回路）を構成する。
図３は本実施形態に係る発光ダイオード点灯回路を示す回路図である。
本実施形態の発光ダイオード点灯回路は、一次側巻線４３及び二次側巻線４４を有する変成器４２（トランス）、ブリッジダイオード４７、及び平滑コンデンサ４８を含んでいる。

変成器４２の一次側巻線４３は、交流電源を接続又は遮断する開閉接点５１と並列に接続してある。すなわち、実施形態に係る表示灯付きスイッチ装置において、端子板１５に設けた固定接点１５ａと可動接触子１７に設けた可動接点１７ａとが開閉接点５１を構成しており（図１参照）、固定接点１５ａに対して可動接点１７ａが接離することで、電源側の端子５２から負荷側の端子５３へ供給される交流電源が接続又は遮断される。ここで、電源側の端子５２には、交流電源に繋がる屋内配線の導線が繋げられる。一方、負荷側の端子５３には、照明器具や換気扇などの電気機械器具（負荷）が繋げられる。これら各端子５２、５３は、既述したとおり速結端子１３により構成されている。なお必要に応じて、変成器４２の一次側巻線４３と直列に、電流調整用の抵抗４９が挿入される。

また、変成器４２の二次側巻線４４にはブリッジダイオード４７が設けてあり、二次側巻線４４に生じた電流は、このブリッジダイオード４７によって全波整流される。ブリッジを構成する各ダイオードは、電圧降下の小さいショットキーバリアダイオードを用いることが好ましい。発光ダイオード４１は、全波整流されたブリッジダイオード４７の出力側に接続してある。さらに、発光ダイオード４１と並列に電流平滑用のコンデンサが設けてあり、このコンデンサによって発光ダイオード４１に流す電流を平滑化している。なお、発光ダイオード４１と直列に電流調整用の抵抗５０が挿入されている。
このように、全波整流され且つ平滑化された電流を通電することで、発光ダイオード４１はちらつきのない均一な輝度をもって発光することができる。

ここで、変成器４２は、一次側巻線４３の無負荷インピーダンスを高めて当該一次側巻線４３に流れる電流を抑えるとともに、二次側巻線４４に発光ダイオード４１を点灯させる電流が流れるように、当該一次側巻線４３と二次側巻線４４の巻数比が設定してある。

このように設定したことによる作用効果を説明する。
すなわち、本スイッチ装置が交流電源を遮断した状態のとき、開閉接点５１が開いているため負荷側の端子５３には電流が流れず、したがって負荷側の端子５３に接続された電気機器はＯＦＦとなっている。変成器４２の一次側巻線４３は、かかる開閉接点５１と並列に接続してあるため、開閉接点５１を開いていても、漏洩電流がこの一次側巻線４３を通して負荷側の端子５３へ流れる。この漏洩電流が大きいと、負荷側の端子５３に接続された電気機械器具（負荷）が電気的に作動してしまうおそれがある。
例えば、１０ｍＡの漏洩電流は、消費電力１Ｗ（１００Ｖ回路の場合）の負荷電流に相当する。ゆえに、消費電力１０Ｗ程度の負荷が負荷側の端子５３に接続されている状況にあっては、１０ｍＡの漏洩電流が一次側巻線４３を通して負荷側の端子５３に流れた場合、ＯＮ状態のときの負荷電流の数パーセントがＯＦＦ状態のときにも流れることとなり、当該負荷は電気的に作動してしまう。つまり、負荷が白熱電球であれば薄く点灯した状態となり、換気扇であればファンが低速回転する状態となる。

このような不都合を回避するため、本実施形態のスイッチ装置は、変成器４２の一次側巻線４３について、無負荷インピーダンスを高めて当該一次側巻線４３に流れる電流を抑える構成とした。ここで、無負荷インピーダンスとは、変成器二次側巻線を開放し変成器を無負荷としたとき、一次側巻線に現れるインピーダンスを指し、損失の無い理想変成器では∞となる。しかし、現実の変成器には損失があり、鉄心を有する通常の小形変成器では、一次側巻線に鉄心の励磁電流が流れるため、無負荷時にも数mA〜数10mAの電流が流れてしまう。従い、どんなに二次側巻線の消費電流値を下げても、一次側巻線の電流値はある値以下にはならず、前記の通り負荷のＯＦＦ状態を維持出来なかった。そこで、本発明のスイッチ装置にあっては、好ましくは、一次側巻線４３に流れる電流を１ｍＡ以下に抑える構成とする。例えば、一次側巻線４３の巻数を一万回を超える巻数として、そのインダクタンスと巻線抵抗により無負荷インピーダンスを高めて、電流の流れを抑制している。
具体的には、一次側巻線４３の巻数を一万回を超える巻数とすれば、当該一次側巻線４３に１００Ｖの交流電源が印加されても、流れる電流は１ｍＡよりも小さくなる。後述する通り、この状態で二次側巻線に10mA程度の負荷電流を通じても、一次側巻線電流は力率が変化するだけで電流はほぼ変わらず１ｍＡ以下である。一次側巻線４３を経由して流れる漏洩電流が１ｍＡ以下程度であれば、負荷側の端子５３に接続された電気機械器具（負荷）が作動するおそれはなく、開閉接点５１が開いて電気機械器具がＯＦＦの状態と同一視することができる。

一方、変成器４２の二次側巻線４４は、発光ダイオード４１を点灯させるために充分な電流が流れるようにする必要がある。通常、発光ダイオード４１を高輝度点灯させるには、１０ｍＡを超える電流を通電させなければならない。そこで、本実施形態のスイッチ装置は、変成器４２の一次側巻線４３と二次側巻線４４との巻数比を、大きな巻数比に設定することで、一次側巻線４３に流れる電流値を抑えつつ、二次側巻線４４に発光ダイオード４１を点灯させるために充分な電流が流れるように構成してある。
具体的には、既述したとおり、一次側巻線４３に流れる電流を１ｍＡ以下に抑えるために、一次側巻線４３の巻数を一万回を超える巻数とすれば、二次側巻線４４に１０ｍＡを超える電流を流すためには、一次側巻線４３と二次側巻線４４との巻数比を１０／１とすればよい。すなわち、二次側巻線４４を１０００回よりも少ない巻数とすれば、二次側巻線４４に１０ｍＡを超える電流を流すことができる。これにより、二次側巻線４４に接続した発光ダイオード４１を、充分に高輝度に発光させることができる。

＜実験例＞
本発明者らは、直径０．０３ｍｍの導線を用いて、一次側巻線４３の巻数１１０００回、二次側巻線４４の巻数６２３回の変成器４２を製作した。一次側巻線４３と二次側巻線４４との巻数比は１８：１である。この変成器４２の一次側巻線４３に１００Ｖの交流電源を印加したとき、一次側巻線４３には０．８５ｍＡの電流が流れ、一方、二次側巻線４４には１５ｍＡの電流を流すことができた。かかる一次側巻線４３をスイッチ装置に開閉接点５１と並列に接続しても、漏洩電流が０．８５ｍＡ程度であれば、スイッチ装置の負荷側の端子５３に接続された電気機械器具（負荷）はＯＦＦ状態を維持する。一方、二次側巻線４４に接続した発光ダイオード４１は、１５ｍＡの電流が通電するため、充分に高輝度に発光する。

＜比較例１＞
図４は従来の表示灯付きスイッチ装置における表示灯点灯回路を示す回路図である。
同図に示す表示灯点灯回路は、開閉接点５１と並列にネオン管６０と抵抗６１が接続されている。ネオン管６０は、点灯開始電圧が６０Ｖ程度と高いものの、１ｍＡ以下の微小電流で充分な輝度が得られる。したがって、開閉接点５１と並列に接続しても、ネオン管６０を経由して流れる漏洩電流が１ｍＡ以下程度であれば、負荷側の端子５３に接続された電気機械器具（負荷）が作動するおそれはなく、開閉接点５１が開いて電気機械器具がＯＦＦの状態と同一視することができる。
なお、ネオン管６０の光は、管内に封入したネオンガスのグロー放電による発光であり、この種の光源はランダムな配向の拡散光を発するため、如何なる光学系を用いてもビーム状の光束を形成することが出来ず、光源からの距離の2乗乃至3乗に比例して光量が減衰するので、後述するように導光部材７０を介して操作板に設けたライン状の点灯表示部３１へ充分な光量を導くことはできない。よって、本実施形態の表示灯付きスイッチ装置における光源として用いることは出来ない。

＜比較例２＞
図５は従来の他の表示灯付きスイッチ装置における表示灯点灯回路を示す回路図である。
同図に示す表示灯点灯回路は、先に記載した特許文献１（実用新案登録第３０３１１７６号公報）に開示された回路であり、開閉接点５１と並列に発光ダイオード６２と抵抗６３が接続されている。
しかし、既述したとおり、発光ダイオード６２を高輝度に発光させるには１０ｍＡを超える電流を通電する必要がある。１０ｍＡの漏洩電流は、消費電力１Ｗ（１００Ｖ回路の場合）の負荷電流に相当する。ゆえに、消費電力１０Ｗ程度の負荷が負荷側の端子５３に接続されている状況にあっては、１０ｍＡの漏洩電流が負荷側の端子５３に流れた場合、ＯＮ状態のときの負荷電流の数パーセントがＯＦＦ状態のときにも流れることとなり、当該負荷は電気的に作動してしまう。つまり、負荷が白熱電球であれば薄く点灯した状態となり、換気扇であればファンが低速回転する状態となる。
逆に、負荷がＯＦＦ状態を維持できる程度の漏洩電流（例えば、１ｍＡ以下の漏洩電流）に抑えた場合、発光ダイオード６２の輝度は視認しがたい暗さとなってしまう。
したがって、図５に示す表示灯点灯回路では、漏洩電流を抑えつつ発光ダイオード６２を高輝度に発光させることはできない。

＜発光ダイオード点灯回路ユニット４０の具体的構造＞
図６は本実施形態に係る発光ダイオード点灯回路ユニットの構造を示す分解斜視図である。
図３に示した発光ダイオード点灯回路を構成する電子部品は、変成器４２を除き、リジット基板５５とフレキシブル基板５６のいずれかに半田付けして搭載されている。フレキシブル基板５６は、電子部品を搭載する電子部品搭載領域５６ａと、同領域から帯状に延出する湾曲領域５６ｂと、湾曲領域５６ｂの先端に形成した接続部５６ｃとを含んでいる。
光源となる発光ダイオード４１は、フレキシブル基板５６の電子部品搭載領域５６ａに半田付けして搭載されている。このフレキシブル基板５６の電子部品搭載領域５６ａは、裏面に補強板５７が取り付けられており、当該領域の剛性を確保するとともに、補強板四隅に設けた脚５７ａにより電子部品搭載領域５６ａは作動子１９内に係止される。フレキシブル基板５６の接続部５６ｃは、リジット基板５５に設けた被接続部５５ａへ半田付けにより接続される。
リジット基板５５は、端子板１５上に載置され、一方、フレキシブル基板５６の電子部品搭載領域５６ａは、作動子１９の内部に組み込まれる（図１参照）。その間をフレキシブル基板５６の湾曲領域５６ｂが電気的に接続している。これにより、発光ダイオード４１は、作動子１９の出光口に固定される。

変成器４２は、一次側巻線４３と二次側巻線４４を構成するボビンの外周に、インピーダンス変換素子としての強磁性体コア４５を取り付けてある。この強磁性体コア４５は、方向性珪素鋼板を積層してなる積層鉄心によって構成してあり、これにより小さな体積で大きな透磁率を実現している。なお、既述したとおり、一次側巻線４３は一万回を超える巻数とし、一次側巻線４３と二次側巻線４４との巻数比は１０／１以上に設定してある。一次側巻線４３は、一万回を超える巻数とするために、直径０．０３ｍｍという極細の巻線を用いている。

この変成器４２は、図１に示すように、ケース１１の内底部に収容配置される。変成器４２とリジット基板５５との間には、中枠体１２や速結端子１３がケース１１内で介在する。このように離間した変成器４２とリジット基板５５に搭載した電子部品とを電気的に接続するために、変成器４２には四隅から長尺な接続ピン４６を延出して設けてある。これらの接続ピン４６は、それぞれ基端が一次側巻線４３の両端、又は二次側巻線４４の両端に半田付けしてある。接続ピン４６は、外力を加えない限り変形しない。このような剛性を有する接続ピン４６を接続手段とすることで、ケース１１への変成器４２、中枠体１２、速結端子１３等の組み込み作業の自動化が可能となる。
すなわち、変成器４２をケース１１の内底部に収容配置し、続いて、接続ピン４６との接触を回避しながら中枠体１２及び速結端子１３を順次ケース１１に組み込んでいく。自由変形してしまう電線ではなく、剛性のある接続ピン４６としたことで、このような組み込み作業の自動化が可能となる。

＜変形例１＞
図７は発光ダイオード点灯回路の変形例を示す回路図である。
図３に示した発光ダイオード点灯回路は、変成器４２における二次側巻線４４の出力をブリッジダイオード４７によって全波整流するとともに、コンデンサにより電流を平滑化して発光ダイオード４１に通電していたが、図７に示すように、発光ダイオード４１に対しダイオード５８と抵抗５０を直列に接続して、これらの直列回路を二次側巻線４４の出力へ接続した構成とすることもできる。ダイオード５８は二次側巻線４４の出力を半波整流する機能を有する。このダイオード５８には、電圧降下の小さいショットキーバリアダイオードを用いることが好ましい。抵抗５０は、発光ダイオード４１の通電電流を調整するために挿入してある。

この変形例では、変成器４２は二次側巻線４４に交流半波しか通電しないため、強磁性体コア４５が直流偏磁することに伴い、一次側巻線４３に当該偏磁をリセットする電流が流れる。したがって、一次側巻線４３に流れる電流は二次側巻線４４に流れる電流の相似形とはならないが、巻数比に比例した微小電流となる。

また、発光ダイオード４１は、正弦波交流の半サイクルの波形に比例した二次電流で点灯するため、全波整流した電流を通電した場合に比べ平均輝度が半分以下となり、電源周波数の周期で明滅して点灯する。それでも、従来のネオン管程度の輝度は得ることができるため、実用性は有している。しかも、図７に示した回路構成よりも構成が簡素化して、安価に製作することが可能である。

＜変形例２＞
図８は発光ダイオード点灯回路の他の変形例を示す回路図である。
同図に示す発光ダイオード点灯回路は、さらに構成を簡素化したもので、図７の回路における半波整流用のダイオードを省略し、発光ダイオード４１と抵抗５０を二次側巻線４４に直列に接続した構成としてある。
かかる回路構成では、二次側巻線４４に生じた二次電圧（交流）を、発光ダイオード４１の自己整流作用により半波整流させて、当該発光ダイオード４１が点灯する。なお、変成器４２の開放二次電圧は、発光ダイオード４１の逆耐電圧以下となるように調整する。
この変形例の構成の場合も、発光ダイオード４１は、全波整流した電流を通電した場合に比べ平均輝度が半分以下となり、電源周波数の周期で明滅して点灯する。それでも、従来のネオン管６０程度の輝度は得ることができるため、実用性は有している。しかも、図７に示した回路構成よりもいっそう構成が簡素化して、安価に製作することが可能である。

〔導光部材７０〕
次に、導光部材７０について説明する。
図１及び図２に示した導光部材７０は、発光ダイオード４１から出射した光線を内部に取り込み、操作部材３０に設けられたライン状の点灯表示部３１へと導く機能を有している。この導光部材７０は、操作部材３０の裏面に組み込まれる。
発光ダイオード４１は実質的に点光源であり、出射した光線はレンズ系を用いて任意に拡散又は収束させることができる。

図９は本実施形態に係る導光部材を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面側面図、（ｃ）は導光部材内での光路を描いた平面図、（ｄ）は同じく側面図である。また、図１０（ａ）は図９（ｂ）を拡大して示す断面側面図、図１０（ｂ）は図９（ｄ）を拡大して示す側面図である。

導光部材７０は、発光ダイオード４１から出射されて光線を透過する特性のある透明なプラスチック材料で形成してあり、任意の厚さを有する平板状に形成された平板部７１と、この平板部７１の前端縁からほぼ直交する方向へ屈曲して延出する光出射部７２とを備えている。そして、平板部７１には、光分割反射部７５、前方導光部７７、側方反射部８０、及び前方反射部９０の各部が形成されている。また、光出射部７２の先端面が光出射端面７４となっている。平板部７１と光出射部７２が交わる隅部は反射隅部７３を形成しており、平板部７１の前端縁に導かれてきた光線を反射隅部７３で光出射部７２に向かって偏向拡散して反射させ光出射面へと導く構成となっている。
光出射端面７４は、操作部材３０に設けられたライン状の点灯表示部３１に対応して横方向に延びるライン状の端面を形成しており、当該点灯表示部３１に配置される。

また、導光部材７０の外面には、光出射端面７４、溝７６の構成面、溝８１の構成面及び光入射面７１ｃを除くすべての面（又は内部に導入した光線が当たる面）に、光を拡散して反射する特性を有する塗料（例えば、白色塗料）が塗装されており、導光部材７０の内部に取り込まれた光線は、内部で減衰するか、又は反射を繰り返して光出射端面７４に導かれ、当該光出射端面７４から外部へ出射するよう構成してある。このように光出射端面７４以外からの光線の漏れだしを無くすことで、光出射端面７４に至る光量を多く確保し、高輝度に点灯表示部３１を点灯させることが可能となる。

光分割反射部７５は、光出射端面７４の中央位置と対応する幅方向中央位置Ｏの周囲に形成してある。具体的には、図１０に示すように、この光分割反射部７５は、導光部材７０の平板部７１に表面から溝７６を掘り、当該溝７６の側面によって形成されている。この光分割反射部７５は、高さ位置の異なる複数の反射領域を有し、各反射領域とも導光部材７０の光入射面７１ｃから内部に取り込んだ発光ダイオード４１からの光線を、平板部７１の前方へ反射させる機能を有している。図１０に拡大して示すように、本実施形態の導光部材７０は、光分割反射部７５を高さ位置の異なる４つの反射領域７５ａ、７５ｂ、７５ｃ、７５ｄで構成し、これら反射領域７５ａ、７５ｂ、７５ｃ、７５ｄにより発光ダイオード４１からの光線をほぼ均等に四分割し、それぞれ拡散して反射させている。

前方導光部７７は、光分割反射部７５の前方位置に形成してある。図１０（ｂ）に示すように、この前方導光部７７は、導光部材７０の表面から４番目の高さ位置にある反射領域７５ｄ（いちばん深い位置にある反射領域）とほぼ同じ高さ領域に形成してあり、当該反射領域７５ｄで反射してきた光線を透過させて反射隅部７３へと導く機能を有している。

側方反射部８０は、光分割反射部７５の前方位置であって、前方導光部７７よりも表面側の高さ領域に形成してある。具体的には、図１０に示すように、この側方反射部８０は、導光部材７０の平板部７１に表面から溝８１を掘り、当該溝８１の側面によって形成されている。当該溝８１の側面の高さ位置は、導光部材７０の表面から１乃至３番目の高さ位置にある各反射領域７５ａ、７５ｂ、７５ｃとほぼ同じ高さ領域に形成してあり、当該反射領域７５ａ、７５ｂ、７５ｃで反射してきた光線を側方へ拡散して反射する機能を有している。

ここで、側方反射部８０は、図９（ａ）（ｃ）に示すように、左右両方向へそれぞれ光線を反射させる左右一対の反射面８０ａ、８０ｂを有しており、光分割反射部７５から導かれてきた光線を左右方向へほぼ均等に振り分けて反射させる。

なお、本実施形態では、図９（ｃ）に示すように、発光ダイオード４１は、導光部材７０の幅方向中央位置Ｏよりも一方の側方寄りに僅かながらオフセットした位置に対向配置してある。横反射部８０に形成した左右一対の反射面８０a 、８０ｂは、このように幅方向中央位置Ｏよりも一方の側方寄りにオフセットした位置、幅方向中央位置Ｏ、又は幅方向中央位置Ｏよりも他方の側方寄りにオフセットした位置のいずれに発光ダイオード４１を対向配置した場合であっても、光分割反射部７５を介して当該発光ダイオード４１から導かれてくる光線をほぼ均等に左右へ振り分けて反射できるような湾曲面に形成してある。

前方反射部９０は、側方反射部８０で反射してきた光線を、前方へ偏向拡散して反射させ反射隅部７３へと導く機能を有している。反射隅部７３に入射した光線は、当該反射隅部７３で反射して光出射部７２を透して光出射端面７４から出射する。
本実施形態では、図９（ａ）（ｂ）に示すように、この前方反射部９０は、所定の高さ領域にある光線を、前方へ偏向拡散して反射させ反射隅部７３へ導く第一前方反射部９１と、他の所定の高さ領域にある光線を前方へ偏向拡散して反射させ反射隅部７３へ導く第二前方反射部９２とに分けて構成してある。

具体的には、各前方反射部９０は、導光部材７０の平板部７１に表面からそれぞれ溝９３、９４を掘り、当該溝９３、９４の内面に形成してある。そして、第一前方反射部９１を形成する溝９３の側面の高さ位置は、導光部材７０の表面から１番目の高さ位置にある反射領域７５ａとほぼ同じ高さ領域に形成してあり、当該反射領域７５ａから側方反射部８０を介して反射してきた光線を、導光部材７０の内部で前方へ反射させて反射隅部７３へと導く。一方、第二前方反射部９２を形成する溝９４の側面の高さ位置は、導光部材７０の表面から２番目の高さ位置にある反射領域７５ｂとほぼ同じ高さ領域に形成してあり、当該反射領域７５ｂから側方反射部８０を介して反射してきた光線を、導光部材７０の内部で前方へ反射させて反射隅部７３へと導く。

さらに、本実施形態では、導光部材７０における平板部７１の両側面７１ａも、側方反射部８０で反射してきた光線を、平板部７１の前方へと偏向拡散して反射させ反射隅部７３へと導く前方反射部９０として機能する構成としてある。すなわち、これら両側面７１ａは側方反射部８０から導かれてくる光線を平板部７１の前方へ偏向拡散して反射させるように傾きを付けてあり、且つこれら両側面７１ａには光を反射させる特性のある白色塗料が塗布してある。これら平板部７１の両側面７１ａには、導光部材７０の表面から３番目の高さ位置にある反射領域７５ｃから側方反射部８０を介して反射してきた光線が入射して、当該光線を反射隅部７３に向けて反射させる。

図９（ａ）（ｃ）に示すように、上述した導光部材７０は、幅方向中央位置Ｏを通る中心軸に対して左右対称な形状に形成してある。そして、平板部７１における幅方向中央位置Ｏの周囲に形成した側方反射部８０に対し左右対称となる幅方向位置に、上述した第一前方反射部９１及び第二前方反射部９２がそれぞれ一対設けてある。前方導光部７７は、側方反射部８０と同じく導光部材７０における平板部７１における幅方向中央位置Ｏの周囲に設けてある。
これら前方導光部７７、第一前方反射部９１、第二前方反射部９２、及び平板部７１の両側面７１ａは、それぞれ幅方向の異なった位置に配置してあり、前方導光部７７を透過してきた光線が反射隅部７３の幅方向中央の一定領域ａに導かれ、第一前方反射部９１を反射してきた光線が反射隅部７３の当該領域ａよりも側方の一定領域ｂに導かれ、第二前方反射部９２を反射してきた光線が反射隅部７３の当該領域ｂよりもさらに側方の一定領域ｃに導かれ、平板部７１の両側面７１ａを反射してきた光線が反射隅部７３の当該領域ｃよりもさらに側方の一定領域ｄに導かれるように、それぞれの形成位置と光線の透過又は反射角度を調整してある。

このようにして、発光ダイオード４１から出射した光線が反射隅部７３の全領域に向けて導かれ、さらにその光線は光出射部７２を透してその先端面である光出射端面７４の全領域に分散して到達し、当該光出射端面７４から出射する。したがって、光出射端面７４が配置された操作部材の点灯表示部３１はライン状にほぼ均一な輝度で点灯して見える。

〔他の実施形態〕
図１１及び図１２は、本発明の他の実施形態に係る表示灯付きスイッチ装置の外観構成を示す斜視図である。
屋内の壁面にスイッチ装置などの配線器具を施設するために用いられる取付枠には、寸法が規格化されたスイッチ装置を並べて３個取り付けることができる、３個口取付枠と称するものがある。図２に示した先の実施形態に係る表示灯付きスイッチ装置は、この種の３個口取付枠の中央に１個のスイッチ本体１０を取り付けて使用する構成のもので、操作部材３０は一枚で３個口取付枠の全体を覆い隠す寸法形状となっている。したがって、操作部材３０の幅寸法に対応して、ライン状の点灯表示部３１も長尺に延びている。

これに対して、図１１に示した表示灯付きスイッチ装置は、３個口取付枠の中央にスイッチ本体１０を取り付けるとともに、操作部材３０は一枚で３個口取付枠におけるスイッチ２個分の領域を覆い隠す寸法形状となっている。したがって、図２に示した操作部材３０に比べ、ライン状の点灯表示部３１は短くなっている。
また、図１２に示した表示灯付きスイッチ装置は、操作部材３０が３個口取付枠におけるスイッチ１個分の領域を覆い隠す寸法形状となっている。したがって、図１１に示した操作部材３０に比べ、ライン状の点灯表示部３１はさらに短くなっている。
図１１に示した表示灯付きスイッチ装置は、図１２に示した表示灯付きスイッチ装置との組み合わせで３個口取付枠へ装着される。また、図１２に示した表示灯付きスイッチ装置は、３個分を並べて３個口取付枠へ装着される。

このように使用形態が異なる図２、図１１、図１２に示す表示灯付きスイッチ装置は、導光部材７０が図１３に示すように異なった構成となっている。図１３（１ａ）〜（１ｃ）に示す導光部材７０は、既述したとおりの図２に示す表示灯付きスイッチ装置に適用される導光部材７０である。同図（２ａ）〜（２ｃ）に示す導光部材７０は、図１１に示す表示灯付きスイッチ装置に適用される導光部材７０である。同図（３ａ）〜（３ｃ）に示す導光部材７０は、図１２に示す表示灯付きスイッチ装置に適用される導光部材７０である。

図１３（２ａ）〜（２ｃ）に示す導光部材７０は、図１３（１ａ）〜（１ｃ）に示す導光部材７０において、第一前方反射部９１、第二前方反射部９２が設けられた一方の側方領域を、光出射端面７４と直交する断面で切除した構成となっている。したがって、図１３（２ａ）〜（２ｃ）に示す導光部材７０では、前方導光部７７、他方の側方領域にある第一前方反射部９１、第二前方反射部９２、及び平板部７１の側面７１ａで、発光ダイオード４１からの光線が透過又は反射して反射隅部７３へ導かれる。
切除した側端面７１ｂには、光を拡散して反射する特性を有する塗料（例えば、白色塗料）が塗装されているが、当該側端面７１ｂで反射する光線は、前方の反射隅部７３へ向かうことなく導光部材７０の内部に戻される。そして、導光部材７０内で反射拡散を繰り返すうちに多くが減衰していく。
すなわち、切除した側端面７１ｂは、側方反射部８０で反射してきた光線を反射して、当該光線の漏れ出しを阻止する光閉塞端部を形成している。これにより、光出射端面７４に導かれる光線の単位面積あたりの光量が、図１３（１ａ）〜（１ｃ）に示す導光部材７０とほぼ同じになり、操作部材３０の点灯表示部３１がほぼ同じ輝度で点灯して見える。

図１３（３ａ）〜（３ｃ）に示す導光部材７０は、図１３（１ａ）〜（１ｃ）に示す導光部材７０において、第一前方反射部９１、第二前方反射部９２が設けられた両方の側方領域を、光出射端面７４と直交する断面でそれぞれ切除した構成となっている。したがって、図１３（３ａ）〜（３ｃ）に示す導光部材７０では、発光ダイオード４１からの光線が前方導光部７７を透過して反射隅部７３へ導かれる。
切除した両側端面７１ｂには、光を拡散して反射する特性を有する塗料（例えば、白色塗料）が塗装されているが、当該両側端面７１ｂで反射する光線は、前方の反射隅部７３へ向かうことなく導光部材７０の内部に戻される。そして、導光部材７０内で反射拡散を繰り返すうちに多くが減衰していく。
すなわち、切除した両側端面７１ｂは、側方反射部８０で反射してきた光線を反射して、当該光線の漏れ出しを阻止する光閉塞端部を形成している。これにより、光出射端面７４に導かれる光線の単位面積あたりの光量が、図１３（１ａ）〜（１ｃ）に示す導光部材７０とほぼ同じになり、操作部材３０の点灯表示部３１がほぼ同じ輝度で点灯して見える。

なお、図１３（２ａ）〜（２ｃ）、（３ａ）〜（３ｃ）の導光部材７０において、光閉塞端部を形成する側端面７１ｂには、光を吸収する特性のある塗装（例えば、黒色塗装）を施してもよい。

また、上述した実施形態では、開閉接点５１が開いている状態（負荷がＯＦＦ状態）で発光ダイオード４１が発光する構成を示したが、さらに、開閉接点５１が閉じている状態（負荷がＯＮ状態）でも発光ダイオード４１が発光する回路構造を組み込むこともできる。その場合、各発光ダイオード４１の発光色を変える等、どちらの状態かを識別できる工夫をする必要があることは勿論である。開閉接点５１が閉じている状態（負荷がＯＮ状態）で発光ダイオード４１が発光する回路構造は、すでに周知であるため詳細な説明は省略する。当該発光ダイオード４１は、図９（ｃ）に示した発光ダイオード４１の隣りに並べて配置すれば、導光部材７０を介して操作部材３０の点灯表示部３１をライン状に点灯させることができる。

また、本発明の点灯表示装置は、表示灯付きスイッチ装置に用途が限定されることはなく、交流電源と電気機械器具(負荷)とに直列に接続して漏洩電流を抑えつつ発光ダイオードを高輝度に発光させることが必要となる種々の装置（例えば、検電器）に適用できることは勿論である。

１０：スイッチ本体、１１：ケース、１２：中枠体、１３：速結端子、１４：押えばね、１５：端子板、１５ａ：固定接点、１６：解除釦、１７：可動接触子、１７ａ：可動接点、１８：コイルばね、１９：作動子、２０：固定ばね、２１：透光窓、２２：敷板、２３：蓋体、２４：蓋止め金具、
３０：操作部材、３１：点灯表示部、
４０：発光ダイオード点灯回路ユニット、４１：発光ダイオード、４２：変成器、４３：一次側巻線、４４：二次側巻線、４５：強磁性体コア、４６：接続ピン、４７：ブリッジダイオード、４８：平滑コンデンサ４８、４９：抵抗、５０：抵抗、５１：開閉接点、５２：電源側の端子、５３：負荷側の端子、５５：リジット基板、５５ａ：被接続部、
５６：フレキシブル基板、５６ａ：電子部品搭載領域、５６ｂ：湾曲領域、５６ｃ：接続部、５７：補強板、５８：ダイオード、６０：ネオン管、
７０：導光部材、７１：平板部、７１ａ：側面、７１ｂ：側端面、７１ｃ：光入射面、
７２：突条部、７３：反射隅部、７４：光出射端面、
７５：光分割反射部、７５ａ、７５ｂ、７５ｃ、７５ｄ：反射領域、７６：溝、
７７：前方導光部、
８０：横反射部、８１：溝、８０ａ、８０ｂ：反射面、
９０：前方反射部、９１：第一前方反射部、９２：第二前方反射部、９３：溝、９４：溝、

Claims (5)

1. 一次側巻線及び二次側巻線を有する変成器と、この変成器の二次側巻線から供給される電力をもって点灯する発光ダイオードとを含む点灯表示装置であって、
   前記変成器は、一次側巻線を少なくとも一万回を超える巻数に設定して無負荷インピーダンスを高めることで当該一次側巻線に流れる電流を抑えるとともに、二次側巻線に前記発光ダイオードを点灯させる電流が流れるように、当該一次側巻線と二次側巻線の巻数比を少なくとも１０／１よりも大きな巻数比に設定してあることを特徴とする点灯表示装置。
2. 前記発光ダイオードは、前記二次側巻線に直列に接続してあることを特徴とする請求項１の点灯表示装置。
3. 前記二次側巻線に、前記発光ダイオードと半波整流用のダイオードを直列に接続してあることを特徴とする請求項１の点灯表示装置。
4. 前記二次側巻線の出力を全波整流するブリッジダイオードを設け、当該ブリッジダイオードによって全波整流された電圧を前記発光ダイオードに印加することを特徴とする請求項１の点灯表示装置。
5. 交流電源を接続又は遮断する開閉接点を備えたスイッチ装置に、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の点灯表示装置を組み込んでなり、前記開閉接点が遮断状態のときに前記発光ダイオードが点灯する構成の表示灯付きスイッチ装置であって、
   前記交流電源に対して、前記開閉接点と並列に前記変成器の二次側巻線を接続したことを特徴とする表示灯付きスイッチ装置。

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