JP2014207182A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】可撓性基板上に複数の発光素子を配置した照明装置において、配設作業中または運搬作業中の発光素子自体の曲げを抑制して発光素子の破損や発光素子と可撓性基板との接合部の破損を防止する。
【解決手段】可撓性を有する基板１１上に複数の発光素子１２を基板１１の所定方向に所定ピッチで所定間隔を空けて配置して成る照明装置１において、基板１１上の発光素子１２の存在領域に対応させて所定方向に所定ピッチで所定間隔を空けて複数の、発光素子の曲げを抑制する耐曲げ補強部１５を形成する。
【選択図】図６

Description

本発明は可撓性を有する基板上に複数の発光素子を所定方向に所定ピッチで所定間隔を空けて配置して成る照明装置に関する。

百貨店、スーパー、専門店等においては商品の展示販売用の陳列棚、陳列ケース等の什器が広く使用されている。このような什器用の照明装置として、省スペースおよび省電力の観点より、可撓性を有する基板に複数の発光素子、たとえば発光ダイオード（ＬＥＤ）を所定ピッチで所定間隔を空けて配置した照明装置が提案されている（特許文献１）。

特開２００７−１５０２７１号公報

このような照明装置は、図１１に示すように陳列棚等の美観を損ねることがないように什器内の縁に沿って配設されるのが一般的である。そして、照明装置は、図１１に示すように湾曲した縁に配設されたり、運搬中に撓んだりする場合が考えられる。

しかしながら、発光素子は基板よりも可撓性が低く、作業者が基板の可撓性に乗じて不用意に照明装置を曲げてしまうと、発光素子の耐曲げ剛性を越える曲げ応力が発光素子に作用してしまい、発光素子の破損や発光素子と基板との接合部に破損が発生する虞がある。

本発明の目的は、上記事情に鑑み、可撓性基板上に複数の発光素子を所定ピッチで所定間隔を空けて配置した照明装置において、配設作業中または運搬作業中の発光素子自体の曲げを抑制し、発光素子の破損や、発光素子と可撓性基板との接合部への破損を防止することにある。

上記課題を解決するために、本発明の照明装置は、可撓性を有する基板上に複数の発光素子を基板の所定方向に所定ピッチで所定間隔を空けて配置して成る照明装置において、基板上の発光素子の存在領域に対応させて所定方向に所定ピッチで所定間隔を空けて配設された複数の、発光素子の曲げを抑制する耐曲げ補強部を有する。

ここで、本発明の照明装置における「所定方向」とは、予め定められた、発光素子もしくは耐曲げ補強部の任意の方向を意味するものであり、たとえば、任意の一方向や、発光素子もしくは耐曲げ補強部が規則性ある平面配置となるための複数の方向を含む。

また、本発明の照明装置における「所定ピッチ」とは、予め定められた、発光素子もしくは耐曲げ補強部の任意のピッチを意味するものであり、たとえば、一定値での等ピッチや、規則性を有する可変ピッチを含む。また、厳密な等ピッチや厳密な可変ピッチに限定されず、製造上のバラツキによる誤差は許容し得るものである。

また、本発明の照明装置における「所定間隔」とは、予め定められた、発光素子または耐曲げ補強部の間の任意の空間距離を意味するものであり、たとえば、等間隔や、規則性を有する可変間隔を含む。また、厳密な等間隔や可変間隔に限定されず、製造上のバラツキによる誤差は許容し得るものである。

また、本発明の照明装置における「基板上の発光素子の存在領域に対応させて」とは、基板上の発光素子の配置領域の近傍の領域を広く意味するものであり、具体的には、発光素子の配置領域の側方の近傍の領域や、発光素子が配置された面の反対面の近傍の領域等を意味する。

また、本発明の照明装置における耐曲げ補強部は基板に配設された別部材で形成されてもよい。

また、本発明の照明装置における耐曲げ補強部は基板に一体的に形成されてもよい。

本発明の照明装置によれば、基板上の発光素子の存在領域に対応させて所定方向に所定ピッチで所定間隔を空けて配設された複数の耐曲げ補強部を設けているため、湾曲した縁に配設した場合や運搬中に撓んだ場合であっても、耐曲げ補強部を除く基板部分には曲げが生じるが、耐曲げ補強部、当該耐曲げ補強部近傍の基板部分および発光素子の曲げが抑制され、発光素子の破損や発光素子と基板との接合部への破損を防止できる。

照明装置の平面図 照明装置の正面図 照明装置の底面図 照明装置の拡大断面図 照明装置の配設態様を示す図 照明装置の発光素子近傍の部分拡大図 耐曲げ補強部の第１の変形例を示す部分拡大図 耐曲げ補強部の第２の変形例を示す部分拡大図 耐曲げ補強部の第３の変形例を示す部分拡大図 照明装置の第２の実施形態を示す図 什器内の照明装置を示す図

本発明の一実施形態である照明装置１について図面を用いて詳細に説明する。図１は照明装置１の平面図、図２は照明装置１の正面図、図３は照明装置１の底面図をそれぞれ示している。

照明装置１は、可撓性を有する長尺な基板１１、この基板１１上で長さ方向に所定ピッチで所定間隔を空けて配置された複数の発光素子１２、複数の発光素子１２が配置された基板１１を覆う透明且つ可撓性を有する保護チューブ１３、保護チューブ１３内の基板１１の両端部に接続される電源ケーブル１４、発光素子１２の曲げを抑制する、基板１１上に形成された耐曲げ補強部１５から主に構成されている。

基板１１について説明する。本実施形態における基板１１は、銅、ガラスエポキシ等の材料からなる可撓性を有する長尺なＦＰＣ基板（Flexible printed Circuits Board）である。なお、基板１１の上記材質は、本実施形態における一例であり、本発明を適用する上においては、可撓性を有する材料であれば特に限定されるものではない。

本実施形態における基板１１は、長さ方向の寸法が１００〜５０００ｍｍ程度、高さ方向の寸法が０．１〜１．０ｍｍ程度、幅方向の寸法が５〜２０ｍｍ程度の範囲である。なお、基板１１の上記寸法範囲は、本実施形態における一例であり、本発明を適用する上においては、特に限定されるものではない。

基板１１には、発光素子１２、電源ケーブル１４、不図示の各種チップ部品がそれぞれ半田付けされるため、発光素子１２の半田付け位置に対応させた不図示の発光素子電極、基板１１の両端に電源電極１１ａ、チップ部品の半田付け位置に対応した不図示の部品電極がそれぞれ形成されている。そして、基板１１には、これらの各電極を介して発光素子１２、電源ケーブル１４、不図示の各種チップ部品を電気的に接続するための配線パターンが形成されている。なお、配線パターンはプリント印刷等の公知な方法により形成される。

また、基板１１には、配線パターン上の発光素子１２の略中間位置に所定のピッチで予備電極１１ｂが形成されている。作業者がこの予備電極１１ｂを図中一点鎖線で示す略中央位置で切断することにより、基板１１を所望の長さに調整できる。切断された予備電極１１ｂは、電源ケーブル１４が接続されることにより、新たな電源電極１１ａとなる。

本実施形態における予備電極１１ｂは、本図に示すように、発光素子１２のピッチの６倍のピッチで形成されている。したがって、本実施形態における基板１１は、６つの発光素子１２が配置された基板１１の長さ単位で調整できる。なお、基板１１の上記単位長は、本実施形態における一例であり、予備電極１１ｂのピッチを変更することにより、任意の個数の発光素子１２に対応する単位長にしてもよい。また、以上に説明した各電極は＋側電極および−側電極からなる電極対であってもよく、これらの＋側電極および−側電極に、明るさ、発光色、発光順序等を調整する単数もしくは複数の制御電極を加えた構成であってもよい。また、基板１１には各電極部分を除いて絶縁性のコーティングが施されている。

発光素子１２について説明する。本実施形態における発光素子１２は、発熱量が少なく長寿命の観点より半導体発光素子（ＬＥＤ素子）で構成されている。なお、発光素子１２を半導体発光素子（ＬＥＤ素子）とすることは、本実施形態における一例であり、本発明の適用においては、特に限定されるものではなく、たとえば、蛍光管等であってもよい。

以後に説明する発光素子１２における長さ、幅および高さの各方向とは、基板１１に配置された状態での基板１１の長さ、幅、厚みの各方向に対応する方向である。本実施形態における発光素子１２は、長さ方向の寸法が５〜８ｍｍ程度、幅方向の寸法が２〜４ｍｍ程度、高さ方向の寸法が２〜４ｍｍ程度である。なお、上記の寸法範囲は、本実施形態における一例であり、本発明の適用においては、発光素子１２の各方向の寸法は特に限定されるものではない。

発光素子１２は、基板１１上に長さ方向に所定ピッチで所定間隔を空けて配置されている。本実施形態における発光素子１２はピッチが１５〜２０ｍｍ程度である。なお、上記発光素子１２のピッチ範囲は、本実施形態における一例であり、本発明の適用においては、隣り合う発光素子１２同士が間隔を有するように発光素子１２の長さ方向の寸法より大きい値であれば、什器内における所望の明るさや消費電力等に応じて変更可能であり、特に限定されるものではない。本実施形態における発光素子１２は、隣り合う発光素子１２と５〜１５ｍｍ程度の間隔を有している。

また、本実施形態における発光素子１２は、その幅方向の中心位置が、本図に示すように、基板１１の幅方向の中心位置からオフセットしている。発光素子１２の中心位置とは、発光素子１２の幅方向の中央部分の基板１１における幅方向の座標位置である。発光素子１２の中心位置は、本発明の適用においては、特に限定されるものではなく、基板１１の幅方向の中心位置と一致してもよい。

また、本実施形態における発光素子１２は、本図の矢印が示すように、基板１１に平行な方向に向けて発光する。発光素子１２の発光方向は、本発明の適用においては、特に限定されるものではなく、発光素子１２は基板１１に対して垂直な方向に向けて発光してもよい。

保護チューブ１３について説明する。保護チューブ１３は中空であり、その内部に複数の発光素子１２が配置された基板１１を挿通させて保護するものである。保護チューブ１３は透明なシリコンからなる。なお、保護チューブ１３の上記材質は、本実施形態における一例であり、本発明の適用においては、特に限定されるものではない。また、保護チューブ１３は、複数の発光素子１２が配置された基板１１をその内部に保持するため、両端をエンドキャップ１３１で封止している。

図４は図２を線Ａ−Ａから観た拡大断面図である。保護チューブ１３は、図４に示すように、発光素子１２近傍の内外側面が曲面１３ａになっている。これにより、曲面１３ａを透過した発光素子１２からの光が、図４の矢印に示すように、基板１１に対して平行な方向から斜め上方向に亘り拡散放射される。

また、保護チューブ１３は、図４に示すように、基板１１の上方および下方の両外側面に１条の溝１３ｂがそれぞれ形成されている。図５は照明装置１の配設状態を示している。照明装置１は、図５に示すように、金属製の取付レールの突起を溝１３ｂに嵌め込むことにより、配設される。取付レールは、ビスによって固定されるとともに、落下防止用カバーとの間で照明装置１を保持する。なお、照明装置１の配設形態は特に限定されるものではなく、公知なクリップ等を用いて配設してもよい。

電源ケーブル１４について再び図２を参照して説明する。電源ケーブル１４は、一端にコネクタ１４１が接続され、他端をエンドキャップ１３１上の貫通孔に挿通させて電源電極１１ａに半田付けされる。そして、電源ケーブル１４はコネクタ１４１を介して外部電源と接続される。

照明装置１は、図２に示すように、２本の電源ケーブル１４を基板１１の両端にそれぞれ接続し、両端から給電するため発光素子への安定した給電ができる。また、電源ケーブル１４は、＋側であるか−側であるかを判別し易くするため色分けされていることが望ましいが、特に限定されるものではない。

図６は発光素子１２付近の照明装置の部分拡大図である。耐曲げ補強部１５について図３および図６を用いて説明する。耐曲げ補強部１５は、基板１１上の発光素子１２の存在領域に対応する位置、すなわち発光素子１２近傍の基板１１上に複数形成される。以後に説明する耐曲げ補強部１５における長さ、幅および高さの各方向とは、基板１１の長さ、幅、厚みの各方向に対応する方向である。

耐曲げ補強部１５は、基板１１上に長さ方向に所定ピッチで所定間隔を空けて形成される。本実施形態における耐曲げ補強部１５は、ガラス繊維の布にエポキシ樹脂を含浸させて熱硬化処理を施したガラスエポキシ基板（ＦＲ４基板）やＰＥＴ（polyethylene terephthalate）等の樹脂板等からなる。なお、耐曲げ補強部１５の上記材質は、本実施形態における一例であり、本発明の適用においては、特に限定されるものではない。

そして、耐曲げ補強部１５は、これらのガラスエポキシ基板やＰＥＴ板を接着、溶接、ホットプレスによる熱溶着等の公知の方法で基板１１に固定することで形成されている。耐曲げ補強部１５によって基板１１が補強されることにより、基板１１において、耐曲げ補強部１５が形成された部分は耐曲げ補強部１５が形成されていない部分よりも可撓性が低くなる。

すなわち耐曲げ補強部１５が形成された部分は耐曲げ補強部１５が形成されていない部分よりも曲げ剛性が高くなり、耐曲げ補強部１５が形成された部分よりも撓みにくく、耐曲げ補強部１５、耐曲げ補強部１５近傍の基板１１の部分および発光素子１２自体の曲げを抑制できる。

本実施形態における耐曲げ補強部１５は、図３および図６に示すように、発光素子１２の配置面と反対面に形成されている。しかしながら、耐曲げ補強部１５は、発光素子１２の近傍領域に形成されていればよく、たとえば、発光素子１２の配置面と同じ面で発光素子１２の側方に形成されてもよい。

耐曲げ補強部１５の長さ方向の寸法は、発光素子１２の長さ方向の寸法よりも１〜２ｍｍ程度に大きいことが望ましい。また、耐曲げ補強部１５の長さ方向の寸法は、隣り合う耐曲げ補強部１５との間隔が３ｍｍ以上となることが望ましい。なお、耐曲げ補強部１５における上記長さ方向の寸法および上記間隔の各値は、本実施形態における一例であり、本発明の適用においては、特に限定されるものではない。

また、耐曲げ補強部１５の幅方向の寸法は、基板１１の幅方向を越えない範囲内で大きい方が望ましい。本実施形態における耐曲げ補強部１５は、基板１１の幅方向の寸法と同じ幅方向の寸法を有しているが、これは本実施形態における一例であり、本発明の適用においては特に限定されるものではない。

また、耐曲げ補強部１５の高さ方向の寸法は、保護チューブ１３に挿通可能な範囲内で大きい方が望ましい。本実施形態における耐曲げ補強部１５は、０．３ｍｍ程度の高さ方向の寸法を有しているが、これは本実施形態における一例であり、本発明を適用する上では特に限定されるものではない。

耐曲げ補強部１５は、発光素子１２と同じピッチで基板１１に形成されている。また、耐曲げ補強部１５の長さ方向の中心位置と発光素子１２の長さ方向の中心位置は一致している。耐曲げ補強部１５の中心位置とは耐曲げ補強部１５の長さ方向の中央部分における基板１１上の長さ方向の座標位置である。

また、耐曲げ補強部１５の長さ方向の中心位置は、発光素子１２の一部が耐曲げ補強部１５が形成されていない領域に配置されない程度で、発光素子１２の長さ方向の中心位置とオフセットしてもよい。

また、耐曲げ補強部１５は、１つの耐曲げ補強部１５が１つの発光素子１２の曲げを抑制しているが、図７に示すように、１つの耐曲げ補強部１５が２つの発光素子１２の曲げを抑制してもよい。この変形例の場合、耐曲げ補強部１５は、発光素子１２のピッチの２倍のピッチで形成される。

また、耐曲げ補強部１５の長さ方向の寸法は、発光素子１２のピッチに発光素子１２の長さ方向の寸法を加算した値よりも大きいことが望ましい。なお、１つの耐曲げ補強部１５が３つ以上の発光素子１２の曲げを抑制する変形例も可能である。

また、耐曲げ補強部１５は、基板１１に別部材を固定することにより形成しているが、図８に示すように、基板１１と別部材ではなく、基板１１と同じ材質の高さ方向の寸法が異なる異形材で形成してもよい。この変形例は、照明装置１の製造工程において、耐曲げ補強部１５を固定する工程を省略できる。

また、耐曲げ補強部１５を基板１１と同じ部材で形成する変形例として、基板１１をプレス加工した突起を耐曲げ補強部１５としてもよい。図９はプレス加工によって耐曲げ補強部１５が形成された基板１１を示す。図９の上図が平面図、下図が正面図である。なお、図９は基板１１および耐曲げ補強部１５以外の部材は省略している。

また、図９において、耐曲げ補強部１５は、長さ方向に延びる４つの突起を幅方向に間隔を空けて形成しているが、耐曲げ補強部１５が形成された部分の曲げ剛性が他の部分よりも高くなれば突起の形状や数は特に限定されるものではない。

本実施形態における基板１１は、長さ方向に複数の発光素子１２を一列に配置して成るものであるが、本発明は複数の発光素子２２を二次元配置した基板２１を備えた照明装置にも適用できる。

図１０は複数の発光素子２２が二次元配置された基板２１を備えた第２の実施形態である照明装置２を示す図である。図１０においては、基板２１、発光素子２２および耐曲げ補強部２５以外は省略している。耐曲げ補強部２５は図中破線で示す。耐曲げ補強部２５は、第１の実施形態およびその変形例における耐曲げ補強部１５と同様の方法で形成できるとともに、保護チューブや電源ケーブルも備えることもできる。

耐曲げ補強部２５は、図１０の左上図に示すように、１つの発光素子２２毎に形成してもよく、図１０の右上図に示すように、縦方向に並ぶ２つの発光素子２２毎に形成してもよく、図１０の右下図に示すように、横方向に並ぶ２つの発光素子２２毎に形成してもよく、図１０の右下図に示すように、隣り合う４つの発光素子２２群毎に形成してもよい。

第２の実施形態においては、面状の基板２１を図１０における縦方向または横方向に平行な軸回りに湾曲させた場合であっても、発光素子２２の曲げを抑制できる。また、上記の１つの耐曲げ補強部２５が曲げを抑制する発光素子２２の個数は、本実施形態における一例であり、本発明の適用において、その曲げを抑制する発光素子２２の個数は特に限定されるものではない。

以上に述べた通り、本実施形態によれば、基板１１，２１上の発光素子１２，２２の存在領域に対応させて所定方向に所定ピッチで所定間隔を空けて複数の耐曲げ補強部１５を形成することにより、耐曲げ補強部１５が形成された領域の曲げ剛性を耐曲げ補強部１５が形成されていない領域よりも高くして発光素子１２，２２の曲げを抑制し、発光素子１２，２２の破損や発光素子１２，２２と基板１１，１２との接合部への破損を防止できる。

１，２ 照明装置
１１，２１ 基板
１２，２２ 発光素子
１５，２５ 耐曲げ補強部

Claims (3)

1. 可撓性を有する基板上に複数の発光素子を前記基板の所定方向に所定ピッチで所定間隔を空けて配置して成る照明装置において、
   前記基板上の前記発光素子の存在領域に対応させて前記所定方向に所定ピッチで所定間隔を空けて配設された複数の、前記発光素子の曲げを抑制する耐曲げ補強部を有する照明装置。
2. 前記耐曲げ補強部が前記基板に配設された別部材で形成されている請求項１に記載の照明装置。
3. 前記耐曲げ補強部が前記基板に一体的に形成されている請求項１に記載の照明装置。

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