JP2017117516A - 帯状フレキシブル発光体 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、建物の照明に用いるＬＥＤ発光素子を使用した発光体において、操作性の高い配線が可能で、かつ十分な静電気対策と放熱対策を施した発光体を提供することを目的としている。
【解決手段】そして、本発明は上記目的を達成するために、長手方向に３本又は４本の並列する配線を備えた帯状のフレキシブル基板を、絶縁性を有するフレキシブルチューブの中に内挿し、フレキシブル基板上の発光素子が、フレキシブルチューブに接触しない状態で固定又は支持されるようにしたものである。
【選択図】図５

Description

本発明は、主として住宅や病院、工場その他建物の照明に使用するのに適した、発光ダイオード（ＬＥＤ）の発光素子を備えた帯状のフレキシブル発光体に関するものである。

従来より、建物内の照明には白熱電球や蛍光灯が広く用いられてきたが、昨今では、エネルギー事情の悪化により、省エネ効率に優れたＬＥＤを採用する動きが盛んである。

ところでＬＥＤは、非常にコンパクトな発光素子であるため、本来的には設計上の自由度がきわめて高いという特性を有しているのであるが、実際に建物の照明に採用されているＬＥＤは、単に蛍光灯や白熱電球といった従来型の照明装置の光源をＬＥＤに置き換えたに過ぎないものが多く、上記のようなＬＥＤの特性を活かした新たな照明スタイルを提案しようとするものは少ない。

例えば特許文献１には、２本の並列な配線の間にＬＥＤ発光素子を並列に接続して形成した帯状の発光体を、透明ビニールからなる合成樹脂で被覆加工したものが記載されており、また特許文献２には、複数の発光部を透明で断面が円形のロープチューブの中に配設したものが記載されている。そしてこのような長尺状の発光体は、フレキシブルで配設の自由度も高く、既に広告宣伝を目的とするイルミネーション用の照明装置として広く普及しているが、こうした長尺状の発光体は、階段や廊下の誘導灯など建物における実用的な照明装置として使用することも可能なはずである。

またその用途も一般住宅ばかりではなく、病院や老人ホーム等では深夜に人が歩行する機会も多いため、夜間に消灯されてしまう薄暗い階段や廊下の手摺に沿って帯状の発光体を配設すれば効果的である。更に工場やビルなどの施設においても、火災や事故等が発生した場合に避難口へ誘導する誘導灯などとして活用することもできる。

特開２００１−３０６００２号公報 特開２０１１−２３５１１０号公報

そこで前記特許文献に記載のような長尺状の発光体を、実用に耐えうる建物の照明装置として使用しようとした場合、操作性・静電気対策・放熱性という３つの課題が生じる。

先ず操作性の課題については、建物用の照明装置の場合はその操作方法に特別の配慮が必要であることが問題となる。

すなわち前記特許文献１に記載のような発光体は、基板上の２つの配線の間に複数の発光素子を並列に搭載した構造となっており、通常は図１のようにフレキシブル基板１の一端部より１２Ｖ或いは２４Ｖの直流電流を入力して全体を発光させる。そしてそのために、一般的には１００Ｖの交流電源２にＡＣアダプタ３を接続して１２Ｖ或いは２４Ｖの直流電圧を発生させて給電する仕組みが採用されている。

したがって、相当な長さにわたり発光体を連続して敷設した場合であっても、点灯・消灯の操作は、電源が接続される一端部に設けられたスイッチＳＷを操作して給電を制御し、２本の配線全体にわたって通電がオン・オフされる仕組みであるため、発光体全体を点灯・消灯させることしかできず、電源が接続された端部とは逆の先端部から制御することも不可能である。

また人感センサーや光センサーによって、自動的に点灯・消灯の制御をしようとする場合であっても、やはり電源が接続される端部にしかセンサーを取り付けることしかできず、所望の制御をすることは到底不可能である。

こうした従来技術における操作性の制約は、単なるイルミネーションの用途であれば問題がないのであるが、建物の照明として使用しようとした場合には、必ずしも電源がある位置と、スイッチ等が必要な位置とが一致するとは限らず、少なくとも電源が接続された端部とは逆の端部からも、点灯・消灯の制御ができるようにしておく必要性がある。

すなわち、例えば階段の手摺に取り付けて使用する場合を想定してみると、階段の上と下にスイッチを設け、発光体の両端側から独立してオン・オフ制御ができるようにしておく必要があるし、更に高層建築における階段室など、複数階の手摺に連続して発光体を敷設する場合には、両端側から全体のオン・オフ制御ができるばかりでなく、連続する発光体のうち所望の階の部分だけを発光できるようにしておくことが望ましい。

以上のように、建物特有の様々な使用状態を想定してみると、前記特許文献１の発光体では、実用に耐えうる操作性が実現できず、建物用の照明としては不向きであるといえる。

次に静電気対策の課題については、本来的にＬＥＤという発光素子は、蛍光灯や電球と異なり、静電気によって破壊されやすいという弱点を有しているのであるが、建物には様々な電気機械器具が設置されているうえに、多くの配線も張り巡らされているため、静電気が発生する箇所が極めて多く、十分な静電気対策が施されていないと、静電気によって発光素子が破壊されてしまう可能性が非常に高い。

この点に関し、特許文献１に記載の発光体は、発光体が透明ビニールからなる合成樹脂で被覆加工されているものの、被覆する合成樹脂と発光素子とが密着しているので、依然として合成樹脂を通じて静電気が発光素子に到達して破壊されてしまう可能性が高いものと思われる。また特許文献２のように断面が円形のロープチューブ内に複数の発光部が配設されたものであっても、発光部が十分に固定されていなければ発光素子がロープチューブと接触してしまい、やはり静電気が発光素子に到達して破壊されてしまう。

次に放熱性の課題については、特許文献１や特許文献２に記載されているようなイルミネーション用の発光体に搭載されるＬＥＤ発光素子は、比較的輝度が小さいものでも構わないため、発光素子が発生する熱に対して格別の配慮は不要である。しかしながら建物の照明装置として使用する場合には十分な照度が必要となるため、輝度が高く発熱量の大きい発光素子を塔載することが必要不可欠である。また発光体の照射範囲を広げるために、フレキシブル基板の両面に高輝度の発光素子を塔載する場合もあり、こうした場合には発熱量が更に大きくなるなど、十分な放熱対策が施されていないと、熱よって発光素子が破壊されてしまう可能性が高い。更に本発明のような長尺の発光体は両面テープを使用して適宜の場所に取り付けられる場合が多いのであるが、両面テープに使用される粘着剤は熱によって軟化してしまうため高熱には弱く、取り付けた発光体が熱によって剥がれ落ちてしまう可能性も高い。

本発明は、かかる点に鑑みなされたものであり、その目的は、電源の接続位置に制約されずにスイッチ等を取り付けることが可能で、両端からオン・オフの制御が可能なばかりでなく、所望の位置から必要な部分の点灯・消灯ができるなど、自由度の高い配線が可能であるとともに、十分な静電気対策と放熱対策が施され、建物の照明として使用するのに適した発光体を提供することにある。

そして、本発明は上記目的を達成するために、本発明の請求項１の発光体では、長手方向に３本又は４本の並列する配線を備えた帯状のフレキシブル基板の片面を発光面として、当該発光面に複数の発光素子を搭載するとともに、少なくとも前記発光面と対向する部分が透光する絶縁性を有する中空状のフレキシブルチューブに内挿された発光体であって、前記複数の発光素子は、前記３本又は４本の並列する配線のうち特定の２本の配線の間のみに並列に接続されるとともに、その他の配線は、他の配線とは導通しない独立した配線であり、前記フレキシブルチューブの内壁には、前記フレキシブル基板と横幅と等しく、かつ長手方向に連続する平面部が形成されており、前記フレキシブル基板は、前記発光素子が、前記フレキシブルチューブの内壁に接触しないように、固定手段によって、前記発光面を上にして前記平面部上に固定されていることを特徴としている。

この発明によれば、発光素子が接続された特定の配線のほかに、他の配線とは導通しない独立した配線を備えているので、後述の実施例のように、手動のスイッチや各種センサー等を適宜の位置に配線することができる。またフレキシブル基板は、常にフレキシブルチューブの内壁に形成された平面部の上に発光面を上にして固定されているため発光素子がフレキシブルチューブの内壁に接触しない状態が維持され、外部の静電気が発光素子にダメージを与えることを防止することができるとともに、発光素子から発生する熱も効率よく放熱することができる。

また請求項２の発光体では、前記フレキシブルチューブの内壁の横断面形状を、前記平面部の両端部に鋭角状の２つの頂角が形成される形状に構成し、前記フレキシブル基板の両側部を前記２つの頂角により挟持するものであることを特徴としている。

この発明によれば、鋭角状の２つの頂角によってフレキシブル基板を挟持して安定的に固定することができる。

また請求項３の発光体では、前記固定手段は、前記フレキシブルチューブの内壁の横断面における前記平面部の両端部に対向して形成された凹部によって前記フレキシブル基板の両側部を挟持するものであることを特徴としている。

この発明によれば、凹部によってフレキシブル基板の両側部を確実に挟持する構造であるために、様々な横断面形状のフレキシブルチューブに対して適用することができる。

また請求項４の発光体では、前記固定手段は、前記フレキシブル基板を両面テープ又は接着剤によって、前記平面部の表面に接着させるものであることを特徴としている。

この発明によれば、両面テープ又は接着剤によって固定するため、容易に製造することが可能であり、コスト的にも安価である。

また請求項５の発光体では、長手方向に３本又は４本の並列する配線を備えた帯状のフレキシブル基板の片面又は両面を発光面として、当該発光面に複数の発光素子を搭載するとともに、少なくとも前記発光面と対向する部分が透光する絶縁性を有するフレキシブルチューブに内挿された発光体であって、前記複数の発光素子は、前記３本又は４本の並列する配線のうち特定の２本の配線の間のみに並列に接続されるとともに、その他の配線は、他の配線とは導通しない独立した配線であり、前記フレキシブル基板は、前記フレキシブル基板の両側部を挟持する支持手段によって、前記発光素子が、前記フレキシブルチューブの内壁に接触しないように、空中に支持された状態で収納されていることを特徴としている。

この発明によれば、発光素子が接続された特定の配線のほかに、他の配線とは導通しない独立した配線を備えているので、後述の実施例のように、手動のスイッチや各種センサー等を適宜の位置に配線することができる。また発光素子をフレキシブル基板の両面に搭載し、その両面を発光面とした場合であっても、フレキシブル基板は空中に支持された状態でフレキシブルチューブ内に収納されているために、片面又は両面にある発光素子がともに、フレキシブルチューブの内壁に接触することがなく外部の静電気が発光素子にダメージを与えることを確実に防止することができる。

また発光素子に高輝度で放熱量の大きいのものを採用し、更に両面発光とした場合であっても、この発明では、フレキシブル基板がフレキシブルチューブの中で空中に支持された状態で収納されているため、フレキシブル基板の両面から効率良く放熱することができる。

また請求項６の発光体では、前記支持手段は、前記フレキシブルチューブの内壁の横断面形状を円形状とするとともに、前記フレキシブル基板の横幅を、前記円形の直径の長さと等しく構成することにより、前記フレキシブル基板の両側部を前記フレキシブルチューブの内壁によって挟持するものであることを特徴としている。

この発明によれば、特にフレキシブルチューブの内壁の横断面形状を円形状とすることにより、フレキシブル基板の両側部を内壁で挟持して安定的に空中に支持することができる。

また請求項７の発光体では、前記支持手段は、前記フレキシブルチューブの内壁の横断面形状を楕円形状とするとともに、前記フレキシブル基板の横幅を、前記楕円形の長軸の長さと等しく構成し、前記フレキシブル基板の両側部を、前記フレキシブルチューブの内壁によって挟持するものであることを特徴としている。

この発明によれば、特にフレキシブルチューブの内壁の横断面形状を楕円形状とすることにより、フレキシブル基板の両側部を内壁で挟持して安定的に空中に支持することができる。

また請求項８の発光体では、前記フレキシブルチューブの内壁の横断面形状を、対角線を結ぶことができる対向した２つの頂角を備えるとともに、当該２つの頂角を結ぶ対角線によって各々の頂角の角度が２つの鋭角に分割される形状に構成し、前記フレキシブル基板の横幅を前記対角線の長さと等しくして、前記フレキシブル基板の両側部を前記２つの頂角によって挟持するものであることを特徴としている。

この発明によれば、フレキシブル基板の両側部を２つの頂角によって挟持して安定的に空中に支持することができる。

また請求項９の発光体では、前記フレキシブルチューブの内壁の横断面における２箇所に対向して形成された凹部によって、前記フレキシブル基板の両側部を挟持するものであることを特徴としている。

この発明によれば、凹部によってフレキシブル基板の両側部を確実に挟持する構造であるために、様々な横断面形状のフレキシブルチューブに対して適用することができるうえ、凹部の形成する位置を適宜設定することにより、発光面を所望の方向に向けて支持することができる。

以上のように本発明の発光体を用いれば、電源が接続された端部ばかりでなく、逆の先端部など所望の位置にスイッチやセンサー等を取り付けることができるため、発光体の先端部からのオン・オフ操作や、所望の位置でセンサー等によってオン・オフ制御させるなど、きわめて自由度の高い配線が可能であり、建物の照明に要求される高度な操作性に応えた照明装置を実現することができる。

また発光面上の発光素子がフレキシブルチューブに接触しない状態で内挿されるという十分な静電気対策が施された構造を採用しているため、外部の静電気が発光素子に到達しにくく、静電気によって発光素子が破壊されることも無く、静電気が多発する建物の照明への使用に十分耐えることができるという効果を発揮するものである。

また発光素子がフレキシブルチューブに接触しない状態で内挿されているために、発光面に高輝度の発光素子を塔載しても、発光面から発生する熱をフレキシブルチューブ内の空気中に効率よく放熱することができ、発光素子が熱によるダメージを受けにくい。またフレキシブルチューブにも熱が伝わり難い構造であるため、両面テープを使用して発光体を建物に取り付けても、剥がれ落ち難いという効果も得られる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

はじめに図２は、基板上に並列する３本の配線を備えたフレキシブル基板の上面図である。なお図２では、特にその一端部の構造を示しているが、他端部もまた同様の構造である。

フレキシブル基板１は、幅が１乃至２センチメートル程度のフィルム状のフレキシブルな素材で形成され、縦長の帯状の形状をなしている。そしてその長手方向には平行で直線状に並列する３本の連続した配線Ａ・Ｂ・Ｃを備えている。

またフレキシブル基板１の片面には、複数の発光素子４が抵抗５を介し特定の２本の配線ＡとＢの間に並列に接続されており、その他の配線Ｃは、発光素子４が接続された他の配線Ａ・Ｂとは導通しない独立した配線となっている。

したがって配線ＡとＢの間に直流１２Vの電圧がかかると、発光素子４が搭載された面が発光面として発光する。

またフレキシブル基板１上の各配線の両端部には、各々の配線に対応するランド部６が設けられており、必要に応じて導線等を接続することができるほか、複数のフレキシブル基板のランド部６どうしを相互にはんだ付けして連接すれば、全体として１本の、所望の長さのフレキシブル基板を作成することもできる。

図３は、特にフレキシブル基板１上に、平行で直線状に並列する４本の連続した配線Ａ・Ｂ・Ｃ・Ｄを備えたものである。

この場合も図２に記載のものと同様に、フレキシブル基板１の片面には、複数の発光素子４が抵抗５を介し特定の２本の配線ＡとＢの間に並列に接続されており、その他の配線のうち配線Ｃについては、他の配線Ａ・Ｂ・Ｄと、また配線Ｄについては、他の配線Ａ・Ｂ・Ｃと、は導通しない独立した配線構造となっている。

そして同様に、配線ＡとＢの間に直流１２Vの電圧がかかると、ＬＥＤ発光素子４が搭載された面が発光面として発光する。また同様に、フレキシブル基板１の端部には、Ａ・Ｂ・Ｃ・Ｄの各配線に各々独立して対応するランド部６が設けられている。

なお図２及び図３に記載のものは、いずれもフレキシブル基板１の片面に発光素子４を搭載したものであるが、その両面に発光素子を搭載して両面発光とすることも可能である。その場合、配線のある面とは逆側の面に搭載する発光素子については、その端子がフレキシブル基板１を貫通するようにして配線に接続させる必要がある。

但しフレキシブル基板の配線については、必ずしもフレキシブル基板１の片面のみに設けることに限定される訳ではなく、必要に応じ適宜その両面を用いて配線を敷設することも可能である。

図４は、本発明の発光体の外観図であるが、フレキシブル基板１がフレキシブルチューブ７に内挿されるとともに、当該フレキシブルチューブ７の両端が密閉された状態を示している。

フレキシブルチューブ７の端部を密閉する際には、その断面形状によっては、接着剤をフレキシブルチューブ７の端部の近傍の内壁に塗布し、フレキシブルチューブ７の端部を上下に潰して密着させたり、熱で溶着をすることも可能であるが、図４に記載のものでは、フレキシブル基板１の端部に設けられたランド部６に導線８を取り付けて、この導線８をフレキシブルチューブ７の外に露出させているため、当該導線８が挿通する挿通孔を有するとともに、その断面形状がフレキシブルチューブの断面形状と同じ形である樹脂製のキャップ部材９に接着剤を塗布し、当該キャップ部材９がフレキシブルチューブ７の端部を覆うように取り付けて密閉している。

次に、フレキシブル基板のフレキシブルチューブへの内挿状態の態様について、はじめにフレキシブル基板がフレキシブルチューブの内壁に形成された平面部に固定されたものについて説明する。

図５には、特に内壁１１の横断面形状を三角形状とすることにより、平面部１０の両端部に内角が９０°より小さい鋭角状の２つの頂角Ｘ・Ｙを形成したものを示している。この場合フレキシブル基板１は、フレキシブル基板１と横幅が等しく、かつ長手方向に連続した平面部１０に、発光面を上にして、前記２つの頂角Ｘ・Ｙによってフレキシブル基板の両側部が挟持された状態で安定的に固定されている。なお言うまでもなく、三角形における頂角には鈍角三角形のように内角が９０°を超える頂角を含むものもあるため、特に横断面形状を三角形状とする場合には、フレキシブル基板が固定される平面部は、必ず９０°より小さい鋭角状の２つの頂角Ｘ・Ｙに挟まれるようにしなければ安定的に固定することはできない。

そしてこの状態では、フレキシブル基板１の発光面の上には常に空隙Ｈが形成されることとなるため、フレキシブル基板１の発光素子４とフレキシブルチューブ７の内壁は接触することがなく、外部の静電気が発光素子４に伝わりにくく、発光素子４を確実に静電気から保護することができることとなる。また発光素子４から発生する熱も前記空隙Ｈを通じてフレキシブルチューブ内の空気に効率よく放熱されるため熱によるダメージも受けにくい。

なおフレキシブルチューブは押し出し成型で製造されるものであるため、その横断面の形状は比較的自由にデザインすることができる。したがって三角形状以外の横断面形状についても、上記のような鋭角状の２つの頂角を形成し得るものであれば、台形やかまぼこ型などの形状を採用することもできる。更に図５に示すものではフレキシブルチューブ７の外形を半円形状としているように、フレキシブルチューブ７の外形の横断面形状についても、内壁１１の横断面形状と一致させる必要性は無く、異なる形状のものであっても構わない。

またフレキシブルチューブ７の素材は、絶縁性が高く、耐キンク性の高いものが好ましく、特にエラストマーの中でも、ＴＰＯ（サーモポリオレフィン、又はサーモプラスチックポリオレフィン）や、TPE（サーモポリエチレン）やTPU（サーモポリウレタン）などが好ましいが、スチレンブタジエンゴム（SBR）、ブタジエンゴム（BR）天然ゴム（NR）、ニトリルゴム（NBR）、水素化ニトリルゴム（HNBR）、フッ素ゴム（FKM，FFKM）、アクリルゴム（ACM）、シリコーンゴム（VMQ，FVMQ）ウレタンゴム（AU，EU）エチレンプロピレンゴム（EPM，EPDM）、クロロプレンゴム（CR）、クロロスルホン化ポリエチレン（CSM）、エピクロルヒドリンゴム（CO，ECO）イソプレンゴム（IR）多硫化ゴム（T）、ノルボルネンゴム（NOR）も除外されない。

ここで耐キンク性というのは、チューブ状の素材を曲げたときにチューブ内の空間が潰れずチューブ内の空間を保つ性質のことをいうのであるが、上記のような耐キンク性が高い材料を用いれば、フレキシブルチューブ７が折り曲げられても、フレキシブル基板１の発光素子４とフレキシブルチューブ７の内壁１１が接触しない程度に離間している状態をより一層確実に保つことができる。

また、フレキシブルチューブ７は、少なくともフレキシブル基板１の発光面と対向する部分が透光するようにしておく必要があるが、全体が透光するようにしてもかまわない。

また、図５の発光体を建物の適宜の箇所に取り付ける際には、フレキシブルチューブの底部外表面に両面テープを貼付すれば、容易に取り付けることができるし、当該箇所に接着剤を塗布して取り付けても良い。

また図６では、内壁１１の横断面形状が４角形のフレキシブルチューブ７の中にフレキシブル基板１を内挿するにあたり、フレキシブルチューブ７の内壁１１の横断面における前記平面部１０の両端部に対向して形成された凹部１２によって、フレキシブル基板の両側部を挟持したものを示している。その際の凹部１２の形成は、図６（ａ）のように、内壁から突起を突出させて凹部１２をフレキシブルチューブ７と一体的に形成するようにしてもよいし、図６（ｂ）のように内壁に厚みをもたせて凹部１２を一体的に形成するようにしてもよい。更に図６（ｃ）のようにフレキシブルチューブ７とは別体のスペーサー１３を内挿して凹部１２を形成するようにしてもよい。

次に、フレキシブル基板がフレキシブルチューブ内の空中に支持されたものについて説明する。

図７には、片面を発光面としたフレキシブル基板１が、内壁１１の横断面形状が円形状であるフレキシブルチューブ７に内挿された状態を示している。この場合、フレキシブル基板１の横幅を、前記フレキシブルチューブ７の内壁１１における円形の直径の長さ２Ｒと等しく構成すれば、フレキシブル基板１の両側部がフレキシブルチューブ７の内壁１１によって挟持されるため、フレキシブル基板１はフレキシブルチューブ７の中央部で空中に支持された状態で収納されることとなる。そしてこのような状態では、発光面の上には常に空隙Ｈが形成されることとなるため、フレキシブル基板１の発光素子４がフレキシブルチューブ７の内壁１１と接触することがないため、外部の静電気が発光素子４に伝わりにくく、発光素子４をより確実に静電気から保護することができることとなる。更にフレキシブル基板1の両面に空隙Ｈが形成されることから、高輝度の発光素子を塔載しても効率良くフレキシブルチューブ内に放熱することができる。

また図８には、両面に発光素子４を塔載して両面発光としたフレキシブル基板１が、内壁１１の横断面形状が楕円形状であるフレキシブルチューブ７に内挿された状態を示している。この場合、フレキシブル基板１の横幅を、前記フレキシブルチューブ７の内壁１１における楕円形の長軸の長さ２Ｒと等しく構成すれば、フレキシブル基板１の両側部がフレキシブルチューブ７の内壁１１によって安定的に挟持されるため、フレキシブル基板１はフレキシブルチューブ７の中央部で空中に支持された状態で収納されることとなる。そしてこの状態では、フレキシブル基板１の両面にある発光素子４は、両面ともフレキシブルチューブ７の内壁と接触することがないため、外部の静電気が発光素子４に伝わりにくく、発光素子４を確実に静電気から保護することができることとなる。更にこの場合も、フレキシブル基板1の両面に空隙が形成されることから、フレキシブル基板１の両面から発光素子４が発熱する場合であっても、十分な放熱効果が得られるため、発光素子４が熱によるダメージを受けにくい。

なおこの場合も、図８に示すものがフレキシブルチューブ７の外形を四角形状としているように、フレキシブルチューブ７の外形の横断面形状は、内壁１１の横断面形状と一致させる必要性は無く、異なる形状のものであっても構わない。

また図９及び図１０には、内壁１１の横断面形状が、対角線を結ぶことができる対向した２つの頂角Ｘ・Ｙ、を備えたフレキシブルチューブ７に、フレキシブル基板１が内挿された状態を示しており、図９には正方形（ａ）と平行四辺形（ｂ）の２種の四角形の場合を、図１０には五角形（ａ）と六角形（ｂ）、および円弧を上下に重ね合わせた形（ｃ）とを示している。

上記いずれの図に記載されたものにおいても、頂角Ｘ・Ｙは、前記頂角Ｘ・Ｙを結ぶ対角線によって、各々の頂角の内角の角度が２つの鋭角に分割されるように構成されており、またフレキシブル基板１の横幅は、前記対角線の長さと等しくなっている。そしてフレキシブル基板１は、その両側部を前記２つの頂角Ｘ・Ｙによって挟持され、フレキシブルチューブ７の中で空中に支持された状態で安定して収納されている。そしてこの状態では、フレキシブル基板１上の発光素子４は両面共に、フレキシブルチューブ７の内壁１１と接触することがないため、外部の静電気が発光素子４に伝わりにくく、発光素子４をより確実に静電気から保護することができるとともに十分な放熱効果を得ることもできる。

ここでフレキシブル基板を挟持する２つの頂角Ｘ・Ｙについて、図１１に示すような頂角の内角の角度が９０°より大きい鈍角状の頂角Ｚ・Ｗを有する平行四辺形ＸＺＹＷを例にとって更に詳しく説明すると、この平行四辺形には、頂角Ｘ・Ｙを結ぶ対角線（実線）と、頂角Ｚ・Ｗを結ぶ対角線（点線）という２つの対角線を引くことができる。このうち頂角Ｘ・Ｙを結ぶ対角線によって頂角Ｘの内角は、９０°未満の２つの鋭角ｘ１とｘ２に分割され、また頂角Ｙについても同様に分割される。いっぽう頂角Ｚ・Ｗを結ぶ対角線によって頂角Ｚの内角は、９０°未満の鋭角ｚ１と９０°より大きい鈍角z２という２つの角度に分割され、また頂角Ｃも同様に分割される。

この場合、頂角Ｚ・Ｗを結ぶ対角線（点線）上にフレキシブル基板を設置し、頂角Ｚ・Ｗによってフレキシブル基板の両側部を挟持しようとしても極めて外れ易い状態になってしまう。したがって、フレキシブル基板を安定的に支持するためには、前記頂角Ｘ・Ｙのような、対角線によって頂角の角度が２つの鋭角に分割される頂角同士によって、フレキシブル基板の両側部を挟持することが必須の構成要件となる。

なお、フレキシブルチューブの内壁の横断面形状は、上記要件を満たす２つの頂角を備えたものであれば自由にデザインすることができるのであるが、特に多角形状とする場合には、二つの頂角の間に対角線を引くことができるのは、必然的に四角以上の多角形状ということになる。そして、こうした多角形状においては、上記の要件を備えた頂角の対が複数存在する場合もあり、そのいずれをも選択可能ではあるが、このうち最も長い対角線によって結ばれる頂角の対を選択すれば、最も安定した状態でフレキシブル基板を支持することができる。

また図１２には、フレキシブル基板１が、内壁１１の横断面形状が四角形状であるフレキシブルチューブ７の内壁１１の横断面における２箇所に対向して形成された凹部１２によって、前記フレキシブル基板１の両側部が挟持された状態を示している。この場合、２箇所に対向して形成される凹部１２の間隔は、フレキシブル基板１の横幅と等しくしなければならないが、その際の凹部１２の形成は、図１２（ａ）のように、内壁１１から突起を突出させて凹部１２をフレキシブルチューブ７と一体的に形成するようにしてもよいし、図１２（ｂ）のように内壁１１に厚みをもたせて凹部１２を一体的に形成するようにしてもよい。更に図１２（ｃ）のようにフレキシブルチューブ７とは別体のスペーサー１３を内挿して凹部１２を形成するようにしてもよい。

そしてこの場合もフレキシブル基板１は、空中に安定して支持された状態で収納されるためフレキシブル基板１上の発光素子４は、片面発光・両面発光いずれの場合も、フレキシブルチューブ７の内壁１１と接触することがないため、外部の静電気が発光素子４に伝わりにくく、発光素子４をより確実に静電気から保護することができるとともに十分な放熱効果も得られる。

更に図７乃至図１２に示したような、フレキシブル基板１がフレキシブルチューブ７の中で、空中に支持された状態で収納されたものについては、発光素子４の発する熱がフレキシブルチューブ７に伝わりにくい構造であるため、フレキシブルチューブ７の外面に両面シールを貼って建物の適宜の箇所に取り付けても、テープの粘着剤が熱によって軟化しないため剥がれ落ち難い。したがって、発熱量が大きい高輝度の発光素子を両面発光で使用しなければならないような、特に高い照度が必要な場所の照明に使用するのに適しているといえる。

ところで本発明の発光体は、図２または図３で示したように、発光素子４が取り付けられた配線Ａ及びＢ以外に独立した別の配線Ｃ又はＣ・Ｄを有しているため、様々なスイッチやセンサー等を接続することができ、その配線構造によって多様な機能を発揮させることができる点に大きな特徴がある。そこでこうした種々の配線構造の態様について説明する。

発光体は、建物内の長い廊下や高層建築の階段室等に敷設する場合には、数十メートル、場合によっては１００メートル以上の距離にわたって敷設される場合も想定されるが、いずれの場合も電源は発光体の一端部側に接続される。

図１３は、並列する配線をＡ・Ｂ・Ｃの３本とした場合の実施例を示す配線図であるが、電源が接続される端部（左端部）とは反対側の先端部（右端部）には手動のスイッチＳＷが取り付けられていることに特徴がある。

この場合直流電源の陰極は、発光素子が接続された特定の並列配線のうちの一方である配線Ｂの端部に接続され、陽極はそれ以外の配線Ｃの端部に接続されている。そして発光体の先端部において配線Ｃと配線Ａを結ぶ手動スイッチＳＷが設けられており、電源の位置とは関係なく、このスイッチＳＷにより発光体の点灯・消灯の操作をすることができるので、電源の位置とスイッチのあるべき位置が離れている場合に用いると効果的である。

また、この実施例では２本のフレキシブル基板１のランド部６を相互に接続して１本の発光体として構成しているが、更に長さが必要な場合には、所望の数だけ連接して延長すればよい。

図１４も、並列する配線をＡ・Ｂ・Ｃの３本とした発光体に係る実施例であるが、３本のフレキシブル基板を連接して構成した１本の発光体の先端部に光センサーを備えた光センサー基盤２０を接続し、光センサー近傍が暗くなった場合に全体を点灯させるようにした実施例である。したがって、この場合も電源の位置と光センサーのあるべき位置が離れている場合に用いると効果的である。

なおこの場合も直流電源は、図１３に記載のものと同じ端部に取り付けられているが、先端部の光センサー基盤２０には、常時待機電流が供給される配線構造となっている。

そして光センサー基盤２０には、照度に応じて電流が変化するフォトトランジスタ（Ｑ１）と、フォトトランジスタに流れる電流を抵抗により変換した後の電圧の変化を比較して出力を変化させるコンパレータ（ＩＣ１）と、コンパレータからの出力で動作するように接続されたスイッチ用のデジタルトランジスタ（Ｑ２）が搭載されており、センサー周辺が暗くなるとフォトトランジスタ（Ｑ１）により電圧が変化し、この電圧の変化をコンパレータ（ＩＣ１）が検出し、デジタルトランジスタ（Ｑ２）をＯＮにして発光体を発光させる仕組みとなっている。

図１５は、並列する配線をＡ・Ｂ・Ｃ・Ｄの４本とした場合の実施例であり、その先端部には人感センサーを備えた人感センサー基盤２１が取り付けられている。

この場合の人感センサー基盤２１には、人感センサー（ＩＣ１）とスイッチ用のデジタルトランジスタ（Ｑ１）が搭載されており、人感センサー（ＩＣ１）が人の動きを検知すると、スイッチ用のデジタルトランジスタ（Ｑ１）をＯＮにして発光体を発光させる仕組みとなっている。

なお、図１５において人感センサー基盤２１より更に先端側の点線で示す部分には、発光体と人感センサー基盤２１の組み合わせをひとつのユニットとして、このユニットを繰り返し連接することもできる。したがって、例えば病院等の長い廊下に５メートル間隔で人感センサーを備えた発光体ユニットを敷設すれば、人が歩く部分の発光体のみが点灯し、優れた照明効果を実現することができる。

なおこの配線構造の場合には、市販の人感センサーの作動電圧が５Ｖであるものが多いことから、この人感センサーに常時５Ｖの待機電流を供給するための電圧変換用のＩＣ２がその最先端部に取り付けられている。

図１６も、並列する配線をＡ・Ｂ・Ｃ・Ｄの４本とした場合の実施例であり、光センサーを備えた２つの光センサー基盤２０を各々発光体の両端に接続したもので、その最先端部では配線ＡとＣが接続されている。

この場合、直流電源は、一方の光センサー基盤２０を介して発光体に接続されており、両端の光センサー（ＩＣ１）と（ＩＣ２）のうち何れかが暗くなったことを検知すると発光体が発光する仕組みとなっている。

図１７も、並列する配線をＡ・Ｂ・Ｃ・Ｄの４本とした場合の実施例であり、光センサーを備えた２つの光センサー基盤２０を発光体の両端に接続したものであるが、この場合は図１６に記載のものとは異なり、両端の光センサー（ＩＣ１）と（ＩＣ２）の両方が暗くなったことを検知すると発光体が発光する仕組みとなっている。

したがって、発光体を窓の少ない通路などに設置する場合には、必要に応じて図１６または図１７に記載のものを適宜選択すれば、所望の照明の制御をすることができる。

図１８は、二つの手動スイッチ（ＳＷ１・ＳＷ２）を各々発光体の両端に接続し、三叉スイッチ回路を実現たもので、例えば階段の上下や廊下の両端などに各々のスイッチを配置すれば、各々のスイッチで独立して発光体の点灯・消灯の操作をすることができる。

図１９は、手動のスイッチに代えてフォトリフレクタ（Ｑ１・Ｑ２）を備えた２つの基盤を、各々発光体の両端に接続したものである。ちなみにフォトリフレクタとは、光の反射や遮光を検知する、発光と受光が一体となった素子であり、光学スイッチとして使用出来るものであるが、この実施例では反射タイプのフォトリフレクタを使用している。そしてフォトリフレクタ（Ｑ１・Ｑ２）の発光部に手をかざすことにより発せられるスイッチオンの信号は、ＯＲ回路（論理和）を経てシュミットインバータ（ＩＣ１・ＩＣ２）にて波形整形後、フリップフロップ回路（ＩＣ３）のトリガ信号となり、このトリガ信号が入力される度に、発光体のオン・オフが切り替わり、図１８に記載の三叉スイッチ回路と同等の操作性を電子的に実現している。

以上の実施例で検証したように、本発明の発光体を用いれば、配線の自由度が向上し、様々なスイッチやセンサー等を適宜の位置に取り付けることができるため、従来技術の発光体ではなしえなかった建物の使用に求められる格別の操作性を実現することができるのである。

以上のように本発明の発光体は、少なくとも発光体の電源が接続された端部とは逆の先端部からオン・オフ制御をするスイッチ等を取り付けることが可能であり、発光体の両端からもオン・オフの操作が可能で、更に所望の位置から必要な部分をオン・オフ制御することもできる。また十分な静電気対策が施され、外部の静電気が発光素子に到達しにくい構造であり、高い放熱性を有していることから、高輝度の発光素子を搭載することができ、建物の照明として使用することに適しているという効果を発揮し、住宅や病院、工場その他建物の照明に使用するのに最適である。

従来技術の発光体を示す概念図 本発明の実施形態を示す３本の並列配線を備えたフレキシブル基板の上面図 同４本の並列配線を備えたフレキシブル基板の上面図 本発明の発光体の外観図 本発明の実施形態を示すフレキシブルチューブの横断面図 本発明の更に別の実施形態を示すフレキシブルチューブの横断面図 本発明の更に別の実施形態を示すフレキシブルチューブの横断面図 本発明の更に別の実施形態を示すフレキシブルチューブの横断面図 本発明の更に別の実施形態を示すフレキシブルチューブの横断面図 本発明の更に別の実施形態を示すフレキシブルチューブの横断面図 本発明の更に別の実施形態を示すフレキシブルチューブの横断面図 本発明の更に別の実施形態を示すフレキシブルチューブの横断面図 本発明の実施形態を示す配線図 本発明の更に別の実施形態を示す配線図 本発明の更に別の実施形態を示す配線図 本発明の更に別の実施形態を示す配線図 本発明の更に別の実施形態を示す配線図 本発明の更に別の実施形態を示す配線図 本発明の更に別の実施形態を示す配線図

１ フレキシブル基板、２ 交流電源、３ ＡＣアダプタ、４ 発光素子、 ５ 抵抗、６ ランド部、７ フレキシブルチューブ、８ 導線、９ キャップ部材、１０ 平面部、１１ 内壁、１２ 凹部、１３ スペーサー、２０ 光センサー基盤、２１ 人感センサー基盤

Claims (9)

1. 長手方向に３本又は４本の並列する配線を備えた帯状のフレキシブル基板の片面を発光面として、当該発光面に複数の発光素子を搭載するとともに、少なくとも前記発光面と対向する部分が透光する絶縁性を有する中空状のフレキシブルチューブに内挿された発光体であって、
   前記複数の発光素子は、前記３本又は４本の並列する配線のうち特定の２本の配線の間のみに並列に接続されるとともに、その他の配線は、他の配線とは導通しない独立した配線であり、
   前記フレキシブルチューブの内壁には、前記フレキシブル基板と横幅が等しく、かつ長手方向に連続する平面部が形成されており、
   前記フレキシブル基板は、前記発光素子が、前記フレキシブルチューブの内壁に接触しないように、固定手段によって、前記発光面を上にして前記平面部上に固定されていることを特徴とするフレキシブル発光体。
2. 前記固定手段は、前記フレキシブルチューブの内壁の横断面形状を、前記平面部の両端部に鋭角状の２つの頂角が形成される形状に構成し、前記フレキシブル基板の両側部を前記２つの頂角により挟持するものであることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル発光体。
3. 前記固定手段は、前記フレキシブルチューブの内壁の横断面における前記平面部の両端部に対向して形成された凹部によって前記フレキシブル基板の両側部を挟持するものであることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル発光体。
4. 前記固定手段は、前記フレキシブル基板を両面テープ又は接着剤によって、前記平面部の表面に接着させるものであることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル発光体。
5. 長手方向に３本又は４本の並列する配線を備えた帯状のフレキシブル基板の片面又は両面を発光面として、当該発光面に複数の発光素子を搭載するとともに、少なくとも前記発光面と対向する部分が透光する絶縁性を有するフレキシブルチューブに内挿された発光体であって、
   前記複数の発光素子は、前記３本又は４本の並列する配線のうち特定の２本の配線の間のみに並列に接続されるとともに、その他の配線は、他の配線とは導通しない独立した配線であり、
   前記フレキシブル基板は、前記フレキシブル基板の両側部を挟持する支持手段によって、前記発光素子が、前記フレキシブルチューブの内壁に接触しないように、空中に支持された状態で収納されていることを特徴とするフレキシブル発光体。
6. 前記支持手段は、前記フレキシブルチューブの内壁の横断面形状を円形状とするとともに、前記フレキシブル基板の横幅を、前記円形の直径の長さと等しく構成することにより、前記フレキシブル基板の両側部を前記フレキシブルチューブの内壁によって挟持するものであることを特徴とする請求項５に記載のフレキシブル発光体。
7. 前記支持手段は、前記フレキシブルチューブの内壁の横断面形状を楕円形状とするとともに、前記フレキシブル基板の横幅を、前記楕円形の長軸の長さと等しく構成し、前記フレキシブル基板の両側部を、前記フレキシブルチューブの内壁によって挟持するものであることを特徴とする請求項５に記載のフレキシブル発光体。
8. 前記支持手段は、前記フレキシブルチューブの内壁の横断面形状を、対角線を結ぶことができる対向した２つの頂角を備えるとともに、当該２つの頂角を結ぶ対角線によって各々の頂角の角度が２つの鋭角に分割される形状に構成し、前記フレキシブル基板の横幅を、前記対角線の長さと等しくして、前記フレキシブル基板の両側部を、前記２つの頂角によって挟持するものであることを特徴とする請求項５に記載のフレキシブル発光体。
9. 前記支持手段は、前記フレキシブルチューブの内壁の横断面における２箇所に対向して形成された凹部によって、前記フレキシブル基板の両側部を挟持するものであることを特徴とする請求項５に記載のフレキシブル発光体。