JP3145886U - Ｌｅｄを光源とするストリップライト - Google Patents

Abstract

【課題】良好なフレキシブル性と完全な防水性を有するＬＥＤを光源とするストリップライトを提供する。
【解決手段】フレキシブル基板１、複数のＬＥＤ２、一体モールド或いは透明カバー４及び透明弾性樹脂或いは不活性充填剤５から構成する。複数のＬＥＤ２は、フレキシブル基板１上に配置されている。一体モールド或いは透明カバー４は、ポリウレタン（ｐｏｌｙ−ｕｒｅｔｈａｎｅ）系、アクリル（ａｃｒｙｌ）系、シリコーン（ｓｉｌｉｃｏｎ）系、塩ビ、熱可塑性エラストマーなどから形成され、ストリップライトに対する曲げ応力を緩和し、防水性を向上する。
【選択図】図２

Description

本考案は、ＬＥＤを光源とするストリップライトに関し、特に高防水性と高環境信頼性を特徴とする、フレキシブルなＬＥＤを光源とするストリップライトに関する。

商工業の発展にともない、広告が多様化してきている。なかでも目立つのがネオン（ｎｅｏｎ ｓｉｇｎ）であり、ネオンの光により文字または図形が強調されている。ネオンは、気体放電管であるため、高圧電源を用いるため、工事には危険を伴う。また、形状に応じた精密な加工技術が必要になり、再使用が困難であるという問題があるため、ＬＥＤを光源とする線状発光体がネオンに代って用いられるようになった。ＬＥＤを光源とする線状発光体は、低電圧で駆動するＬＥＤが用いられるため、危険をともなわない、また、ＬＥＤは、小さいため、様々なキャリア上に配置することができる。特に、柔軟性のあるソフトなキャリア上に配置されると、フレキシブル性を付与することが出来、短小軽薄の特性を有した。また設置時に形状が変えられるため再使用が容易である。

従来技術において、ＬＥＤを光源とするストリップライトがすでに存在していた。従来ストリップライトは、フレキシブルＰＣＢであるキャリア、その表面に配置された複数のＬＥＤ、および透明なソフトカバーからなる。
しかし従来技術では、フレキシブルＰＣＢと透明ソフトカバーの間に空隙があるため気圧の変化や温度の変化により空隙に残る残留気体の膨張収縮により完全な密閉は不可能であった。また一体モールドのストリップライトの場合そのフレキシブル性に問題があった。すなわちストリップライトが曲げられると、その局部の材料には大きな応力がかかる。材料の弾性限界を超えると、その局部が裂けてしまう。ＬＥＤに対応する位置が裂けた場合、ＬＥＤが損傷してしまうことが多いため、一体モールドのストリップライトは、寿命が比較的短かったり、湾曲半径が極端に大きく限られたりして、多様なニーズに応えることができなかった。また昨今、屋外使用や水中使用の需要も高まり高防水性及び高環境信頼性の要求が高まっているが従来技術では防滴性に留まっていた。
特開２００５−１８３７２１号公報 特開２００１−１００６８２号公報

本考案の第１の目的は、良好なフレキシブル性と完全な防水性の両方を有するＬＥＤを光源とするストリップライトを提供することにある。
本考案の第２の目的は、層厚の異なる絶縁層板からなるフレキシブルＰＣＢを使い、湾曲時に剛性の最も高い厚さが厚い絶縁層に近い部分に耐応力性の比較的弱いＬＥＤとその半田付け部を配置する事により湾曲時の信頼性を改善した、ＬＥＤを光源とするストリップライトを提供することにある。
本考案の第３の目的は、安定した固定性と環境信頼性が得られるように、内部の空隙を排除し且つ、フレキシブルＰＣＢに穿孔を設け、一体モールド材料及び不活性充填剤がその穿孔を通じてフレキシブルＰＣＢの上下での圧力の差を緩和すると共にフレキシブルＰＣＢを固定する、ＬＥＤを光源とするストリップライトを提供することにある。
本考案の第４の目的は、複数枚のフレキシブルＰＣＢを相互接続してより長い光源を構成する場合に、剛性の差異が局部に集中することによるフレキシブルＰＣＢの折れや断裂を防止する、ＬＥＤを光源とするストリップライトを提供することにある。

以下、本考案の実施形態を図面に基づいて説明する。図１、図２ は、本考案の一実施形態によるＬＥＤを光源とするストリップライトを示す断面図である。図１および図２に示すように、本考案の一実施形態によるＬＥＤを光源とするストリップライトは、フレキシブルＰＣＢ１、複数のＬＥＤ２および一体モールド３或いは透明カバー４と透明弾性樹脂或いは不活性充填剤５からなる。フレキシブルＰＣＢ１は、長さが３０ｃｍ以上である。複数のＬＥＤ２は、フレキシブルＰＣＢ１の表面に配置されている。一体モールド３或いは透明カバー４と透明弾性樹脂或いは不活性充填剤５は、複数のＬＥＤ２の周囲に設けられている。その材料は、透明でフレキシブル性を兼ね備える必要があり、ポリウレタン（ｐｏｌｙ−ｕｒｅｔｈａｎｅ）系、アクリル（ａｃｒｙｌ）系、シリコーン（ｓｉｌｉｃｏｎ）系、塩ビ、熱可塑性樹脂でよい。

一体モールド３は、表面が平らでもよいが、各ＬＥＤ２に対応する対応部を有し、周囲より厚くなっていてもよい。その場合、本考案のストリップライトは、湾曲されると、各ＬＥＤ２に対応する対応部の表面線長が該当部で長いため、延長応力が緩和され応力集中が発生せず、ＬＥＤ２の半田付けされた部分が剥離したり一体モールド材料が該当部で弾性限界を部分的に超えて断裂することを効果的に防止することができる。

図１０は、本考案のもう一つの実施形態による透明カバー４とＬＥＤ２とが対応する状態を示す断面図である。図１０に示すように、本考案の一実施形態によるストリップライトは、複数のＬＥＤ２の外側に管状の透明カバー４を同じ厚さで設けることもできる。この場合はフレキシブルＰＣＢと透明カバー４の間に透明カバー４に比較して柔らかい或いは同一の弾性透明樹脂或いは不活性充填剤５が介在し、湾曲されると、フレキシブルＰＣＢの湾曲半径より透明カバーの湾曲半径が大きくなり透明カバーのＬＥＤ上部に応力が集中することを効果的に防止することができると共に、設置される場所の気圧或いは水圧の変化や温度の変化に対する体積変化を少なくし、弾性を保ちながら内外圧の平衡を保つことができる。

図３は、フレキシブルＰＣＢが複数の層板が重なって構成された状態を示す断面図である。図３に示すように、本考案のフレキシブルＰＣＢ１は、複数の層板が重なって構成されてもよい。フレキシブルＰＣＢ１は、最も上の絶縁層１１、上の導体層１４、中間絶縁層１２、下の導体層１４、及び最も下の絶縁層１３までそれぞれ接着層を介して接着されている。導体層１４は、銅箔板で相対的に最も薄く、絶縁層１１及び絶縁層１２はポリイミドを材料とする樹脂で相対的に薄いが、最も下の絶縁層１３は、ポリイミドを材料とし厚さが最も厚い。その厚さの差は、最も下の層板１３の厚さが他の絶縁層の二倍になる場合もある。そのため、最も下の絶縁層の剛性が周辺の材料より高くなり、湾曲された場合に湾曲の外側での延伸と、内側での収縮の剛性の中心となり、結果として応力０の線となる。これによってＬＥＤ２の半田付け部に応力がかかるのを防ぐことができ、良好なフレキシブル性を有することができる。

図４は、フレキシブルＰＣＢ１上に穿孔が設けられた状態を示す断面図である。図４に示すように、本考案のフレキシブルＰＣＢ１の本体は、少なくとも１つの穿孔６を設けている。一体モールド３が成形される前に、材料が穿孔６から注入され、固化すると、フレキシブルＰＣＢ１は、弾性材料によって上下の一体モールドに固定される。これによって湾曲等の機械的応力が加わった場合にフレキシブルＰＣＢ１と一体モールド３が剥離することを防止することができる。また図４に示すように、透明カバー４と透明弾性樹脂或いは不活性充填剤５を使った構成では湾曲した場合に湾曲の外側の湾曲直径が内側より大きくなり結果として湾曲外側の体積が減少するが、穿孔６によって充填剤が移動することにより応力を緩和することができる。

図５は、２つのフレキシブルＰＣＢが結合される前の対応する状態を示す斜視図である。図５に示すように、本考案のフレキシブルＰＣＢ１の本体の側部に下部絶縁層の欠部１０を形成してもよい。同様のユニットであるもう1つのフレキシブルＰＣＢ１Ａの下部絶縁体欠部１０Ａの反対側にある絶縁体欠部のない部分１１が下部絶縁体欠部１０に重ねられ、相互に結合する組合せを形成する。結合される部分は、半田付けが行なわれる。そのため、２つのフレキシブルＰＣＢ１が結合されても、全体の厚さが増加すること少なく、結合部分が厚さの増加または減少による剛性の差異、および湾曲時の湾曲半径が異なるのを防止することができる。

図６は、ＬＥＤ電源供給導体を示す斜視図である。図７は、電源供給導体が２つのストリップライトの間に配置された状態を示す側面図である。図６および図７に示すように、本考案の２つの隣接するフレキシブルＰＣＢ１、１Ａの光源までの距離が同じ場合、発光が均一であるという効果が得られるように、複数のＬＥＤ２が電源供給導体７に個別または共同で接続される。本考案において、電源供給導体７は、フレキシブルＰＣＢ１上に平らに配置されるように、板片状に設計されている。また、電源供給導体５は、２つのフレキシブルＰＣＢ１、１Ａに対応するＬＥＤ２間にブリッジ接続される。板片状の導体を用いることにより接続に必要な距離を最小化できる。

図８は、電源供給導体の被覆体および絶縁体を示す斜視図である。図８に示すように、電源供給導体７の外縁は、一体モールド３及び透明カバー４と同じ材料の包覆体８を用いてもよい。被覆体８と電源供給導体７との間は、親和性の極めて良好な材料を多重の絶縁体９として、良好な防水性を確保することができる。

図９は、フレキシブルＰＣＢにソフト磁石が設けられた状態を示す側面図である。図９に示すように、フレキシブルＰＣＢ１の本体に少なくとも１つのソフト磁石１５を配置してもよい。例えば、フレキシブルＰＣＢ１の本体または外側にソフト磁石１５を配置すると、導磁性を有する物に自由に付着させることができ、利便性が向上する。

図１１は、定電流制御回路が設けられた状態を示す斜視図、また図１２は回路ブロック図である。図１２に示すように、本考案のＬＥＤを光源とするストリップライトは複数のＬＥＤ２をほぼ等間隔に直列接続した組をなし、その組が複数個並列に共通の電源供給導体７に接続されている。この場合ストリップライトを多数接続し、より長いストリップライトを構成した場合電源供給導体のインピーダンスにより電源電圧が降下し外部電源に近い部分のＬＥＤ２と遠い部分のＬＥＤ２は電源供給導体の電圧の降下に反比例して順方向電流が減少するためＬＥＤ２の輝度が減少する。その結果、外部電源に近いＬＥＤ２は明るく遠いＬＥＤ２は暗くなり不均一となる。本考案では直列接続されたＬＥＤ２の組ごと或いは隣接する複数組ごとに定電流制御回路を設置してその問題を解決している。

図１０は、ストリップライトに弾性透明樹脂が充填された状態を示す側面図である。図１０に示すように、本考案は、フレキシブルＰＣＢ１と透明カバー４との間に隙間を設けてもよい。排気が行なわれた後（後に充填された樹脂が気泡を発生するのを防止）、弾性透明樹脂５が針管を有する注入管により隙間に注入されて、パッケージが行なわれる。弾性透明樹脂５は、不活性な樹脂を選択して充填後の反応による体積変化及び気体発生を抑えることができる。また、弾性透明樹脂５は、湾曲性を有し、本考案のＬＥＤを光源とするストリップライトに湾曲に適応する効果を与えることができる。

図１３は、一体モールド３或いは透明カバー４に末端キャップおよびストッパが配置された状態を示す側面図である。図１３に示すように、本考案は、一体モールド或いは透明カバー４の末端に末端キャップ３２が配置されている。末端キャップ３２には、少なくとも１つの穿孔３２２を有する外側端板３２１が設けられ、電源供給導体７を通過させる。また、末端キャップ３２は、外側端板３２１の内側に少なくとも１つの穿孔３３１を有するストッパ３３が設けられ、電源供給導体７を通過させて穿孔３３１に接着させる。ストッパ３３は、末端キャップ３２の外側端板３２１に支持されている。

図１４は、一体モールド３或いは透明カバー４に末端キャップおよびストッパが配置された状態を示すもう1つの側面図である。図１３に示すように、末端キャップ３２は、穿孔３２２を外側端板３２１の下部に設けてもよい。前者と同様に電源供給導体５を下部から通過させる。また、末端キャップ３２は、外側端板３２１の内側に少なくとも１つの穿孔３３１を有するストッパ３３が設けられ、電源供給導体７を通過させ穿孔３３１に接着させる。ストッパ３３は、末端キャップ３２の外側端板３２１に支持されている。

上記２種類のいずれの形態にしても、組立時または使用時において、電源供給導体５を不注意に引っ張ってしまった場合、電源供給導体７がストッパ３３の穿孔３２２を通過する時、穿孔３２２の孔壁と接着されているため、ストッパ３３を連動させ、ストッパ３３を外側端板３２１に向けてさらに押し出す。そのため、引っ張られる力による応力は、ストッパ３３および末端キャップ３２の外側端板３２１の支持面３２３に分散され、強度が増加する。また、末端キャップ３２が保護機能および弾性樹脂が充填された構造を有するため、外部の水分が浸入するのを防ぎ、防水効果を有する。

本考案では好適な実施形態を前述の通りに開示したが、これらは決して本考案を限定するものではなく、当該技術を熟知する者は誰でも、本考案の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本考案の保護の範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。

本考案の一実施形態によるＬＥＤを光源とするストリップライトを示す横方向断面図である。 本考案の一実施形態によるＬＥＤを光源とするストリップライトを示す横方向断面図である。 フレキシブルＰＣＢが複数の層板が重なって構成された状態を示す断面図である。 フレキシブルＰＣＢ上に穿孔が設けられた状態を示す断面図である。 ２つのフレキシブルＰＣＢが結合される前の対応する状態を示す斜視図である。 ＬＥＤ電源供給導体を示す斜視図である。 電源供給導体が２つのフレキシブルＰＣＢの間に配置された状態を示す断面図である。 電源供給導体の被覆体および絶縁体を示す斜視図である。 フレキシブルＰＣＢにソフト磁石が設けられた状態を示す断面図である。 本考案のもう一つの実施形態による透明カバーとＬＥＤとが対応する状態を断面図である。 定電流制御回路が設けられた状態を示す斜視図である。 定電流制御回路が設けられた回路ブロック図である。 透明カバーに末端キャップ及びストッパが配置された状態を示す断面図である。 透明カバーに末端キャップ及びストッパが配置された状態を示すもう1つの断面図である。

符号の説明

１ フレキシブルＰＣＢ
１Ａ フレキシブルＰＣＢ
２ ＬＥＤ
３ 一体モールド
４ 透明カバー
５ 弾性透明樹脂或いは不活性充填剤
６ 被覆体
７ 電源供給導体
８ 表面欠部
８Ａ 表面欠部
９ 表面欠部のない部分
１１ 最上面絶縁層
１２ 中間絶縁層
１３ 最下面絶縁層
１４ 導体層
１５ 磁石
３１ ＬＥＤ対応部
３２ 末端キャップ
３３ ストッパ
５１ 定電流制御装置
３２１ 外側端板
３２２ 穿孔
３２３ 支持面
３３１ 穿孔

Claims (10)

1. 長さが３０ｃｍ以上のフレキシブルＰＣＢと、前記フレキシブルＰＣＢ上に間隔を空けて配置され、電源供給導体に個別または共通に接続された複数のＬＥＤと、前記複数のＬＥＤの周囲に設けられた、ポリウレタン（ｐｏｌｙ−ｕｒｅｔｈａｎｅ）系、アクリル（ａｃｒｙｌ）系、シリコーン（ｓｉｌｉｃｏｎ）系、塩ビ、熱可塑性エラストマーの透明樹脂群の中から選択される材料からなる一体モールドを備えることを特徴とするＬＥＤを光源とするストリップライト。
2. 長さが３０ｃｍ以上のフレキシブルＰＣＢと、前記フレキシブルＰＣＢ上に間隔を空けて配置され、電源供給導体に個別または共通に接続された複数のＬＥＤと、前記複数のＬＥＤの外側に設けられ、ポリウレタン（ｐｏｌｙ−ｕｒｅｔｈａｎｅ）系、アクリル（ａｃｒｙｌ）系、シリコーン（ｓｉｌｉｃｏｎ）系、塩ビ、熱可塑性エラストマーの透明樹脂群の中から選択される１つの材料からなる管状の透明カバーを備えその内側に透明カバーと同様の透明樹脂群の中から選択されるより硬度が低いか同等の透明弾性樹脂或いは不活性充填剤が充填されていることを特徴とするＬＥＤを光源とするストリップライト。
3. 前記一体モールド或いは透明カバーは、前記各ＬＥＤに対応して、周囲より厚くなっている対応部を有することを特徴とする請求項１及び請求項２に記載のＬＥＤを光源とするストリップライト。
4. 前記フレキシブルＰＣＢは、複数の層板を重ねて構成され、最も下の絶縁層の厚さが最も上の絶縁層より厚いことを特徴とする請求項１及び請求項２に記載のＬＥＤを光源とするストリップライト。
5. 前記フレキシブルＰＣＢは、本体に少なくとも１つの穿孔を設け、前記一体モールド及び充填材料が前記穿孔を貫通し、固化時に前記フレキシブルＰＣＢと上下のカバーを固定すると共に該孔を介してフレキシブルＰＣＢの上下で材料が移動可能としたことを特徴とする請求項１及び請求項２に記載のＬＥＤを光源とするストリップライト。
6. 前記フレキシブルＰＣＢは、直列に接続された長い構成において、複数の層板を重ねて構成された厚い側の絶縁層に欠部を形成し、同様のユニットである他方のフレキシブルＰＣＢの欠部のない絶縁層部分が前記絶縁層の欠部に重ねられ、相互に結合することを特徴とする請求項１及び請求項２に記載のＬＥＤを光源とするストリップライト。
7. 前記フレキシブルＰＣＢは、本体に複数のソフト磁石が配置されていることを特徴とする請求項１及び請求項２に記載のＬＥＤを光源とするストリップライト。
8. 前記ＬＥＤを光源とするストリップライトは、複数のＬＥＤが組をなし、各組或いは複数の組ごとに定電流制御回路を設置して共通電源供給ラインに接続することにより、電源供給導体の導体抵抗による電圧降下による各組のＬＥＤに流れる電流の不均一を補正することを特徴とする請求項１及び請求項２に記載のＬＥＤを光源とするストリップライト。
9. 前記一体モールド或いは透明カバーは、末端に樹脂或いは金属により作られた末端キャップが配置され、前記末端キャップに少なくとも１つの貫通穴を有し、前記電源供給導体を通過させて外部電源に接続され、前記キャップ内に弾性接着材料を充填して前記一体モールド或いは透明カバーに固定することを特徴とする請求項１及び請求項２に記載のＬＥＤを光源とするストリップライト。
10. 前記末端キャップは、内側に少なくとも１つの穿孔を有するストッパ部が設けられ、前記電源供給導体を通過させると同時にストッパー部に接着固定され、前記ストッパは前記末端キャップに支持され、前記電源供給導体が外力により引っ張られた場合、その応力が、前記ストッパおよび前記末端キャップの支持面に分散され、前記一体モールド或いは透明カバーに伝えられることによりその応力が直接フレキシブルＰＣＢに加わらないようにしたことを特徴とする請求項９に記載のＬＥＤを光源とするストリップライト。

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