JP4071409B2 - Building material with LED - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明はLED(発光ダイオード)付建材に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、タイルその他の建材においては様々な模様や柄を施し、壁面等を構築したときの美観,意匠性を高めることが行われている。
しかしながらこの場合、暗がりの中ではその装飾機能を十分に発揮することができない。
これに対して建材に電球を備え付けることによって電飾機能或いは部屋の照明機能を持たせるようにしたものが提案されている。
【0003】
しかしながらこの種電球により電飾機能或いは照明機能若しくは表示機能を持たせるようになした従来の建材の場合、電球の寿命が短く、比較的頻繁に電球交換を行わなければならないなどメンテナンス作業が煩雑である問題があった。
【0004】
また電球による消費電力が大きいのに加えて、電球を備え付けるために建材に大きな設置スペースを確保しておかなければならなかったり、電球の取付構造が複雑であったりし、このため電球を備え付けて電飾機能や照明機能などを持たせることのできる建材の種類や位置などに著しい制約があるといった問題があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明のLED付建材はこのような課題を解決するために案出されたものである。
而して請求項1のものは、厚み方向の貫通孔内にLEDが埋込状に設けられているとともに、該貫通孔のタイル表面側の開口部分が該貫通孔の内部に入り込む状態に設けられた、タイル素地よりも熱膨張係数の小さい透光性の釉薬にて閉鎖されたタイルから成ることを特徴とする。
【0006】
【作用及び発明の効果】
上記のように本発明の建材は、タイルに厚み方向の貫通孔を設けてそこにLEDを埋込状に設け、且つ開口部分を透光性の釉薬にて閉鎖したもので、これにより建材としてのタイル自体に電飾機能,照明機能或いは表示機能等を持たせることができる。
【0007】
またこの建材において、発光体としてのLEDは寿命が著しく長く、従って通常の電球を用いた場合のように定期的に電球交換を行わなければならないといった問題を生じず、従って比較的頻繁に電球交換することを予定して電球の取付空間,取付構造を予め考えておかなければならないといった問題も生じない。
【0008】
またLEDは小型のものであるから小さな貫通孔を設けるだけで簡単にその内部にLEDを埋込状に設けることができる。即ち発光体としてLEDを用いることによって、タイル自体に容易にこれを備え付けることができる。
【0009】
また貫通孔内に埋込状に設けたLEDは、その貫通孔の開口部分を閉鎖する釉薬にて保護されているため、タイル表面に雨水がかかったり砂がかかったり或いはタイル表面を人が歩いて踏みつけたりした場合においてもLEDが良好に保護され、それらによってLEDが損傷するといったことが良好に防止される。
一方で貫通孔のタイル表面側の開口部分は釉薬にて閉鎖されているため、タイル表面における美観を良好に保持することができる。
【0010】
本発明では、上記釉薬がタイル素地よりも熱膨張係数が小さくしてあり、このようにしておけば、焼成後における冷却時に釉薬に圧縮応力を付与することができ、その釉薬を高強度となし、耐久性を高めることができる。
ここで釉薬の熱膨張係数(線膨張係数)は、素地のそれに対して0.5〜1.5×10−6程度小さくしておくことが望ましい。
【0011】
【実施例】
次に本発明の実施例を参考例とともに図面に基づいて詳しく説明する。
図1(参考例)において、10は平面形状が四角形状(例えば1辺の長さが100mmの正方形状)のタイルで、それらタイル10と10との間の目地12にLED14が備え付けられている。
ここでLED14は、縦の目地12と横の目地12とが十字状に交差する交差部分に備え付けられているが、勿論目地12に沿って他の箇所にこれらLED14を備え付けておくこともできる。
【0012】
図1(B)において16は下地材(ボード等の下地材)で、各タイル10はこの下地材16上に固着されており、全体でタイルパネルを構成している。
本例では、縦3列及び横3列の合計9枚のタイル10が1枚の下地材16上に固着連結されて1ユニットのタイルパネルとされている。
【0013】
この例では下地材16のタイル10と10との間の部分が目地12とされ、その目地12の上面に上記LED14が設置されている。即ちこの例ではタイル10間の目地12が空目地とされている。
【0014】
但し図2(A)に示しているようにタイル10と10との間の目地12の空間に透光性の目地詰材18を詰めておいても良い。
或いはまた(B)に示しているように透光性若しくは非透光性の目地詰材18の上面に露出する状態でLED14を設置しておくこともできる。
本例では、複数のタイル10と下地材16及び下地材16の一部にて構成される目地12を含んでLED付建材が構成されている。
【0015】
またこの例では複数枚のタイル10を下地材16で互いに連結してタイルパネル化しているが、各タイル10を単独で所定の下地上に張り付けて行き、そしてそれらタイル10と10との間の目地12にLED14を設置するようになすことも可能である。
【0016】
図3はこの種建材において電気配線を施す場合の一例を示したものである。
同図において20a,20bはタイル10の裏面及び側面に連続して形成された電気配線で、ここでは銀ペースト等をタイル10にプリントし、焼き付けて形成してある。
また各タイル10ごとの電気配線20aと20a又は20bと20bとは、それらタイル10の間隙つまり目地12において半田接点22により互いに接続され導通状態とされている。
【0017】
而して上記LED14の配設部位においては、タイル10の電気配線20a又は20bと他のタイル10の電気配線20b又は20aとが目地12に配線された電気配線24にて接続され、そしてその電気配線24上にLED14が電気的接続状態で設置されている。
尚、図3の例ではタイル10と10との間の目地12の空間に透光性(若しくは非透光性)の目地詰材18が詰めてあるが、勿論このような目地詰材18の詰めていない空目地であっても良いのは言うまでもない。
【0018】
またこの例ではタイル10の裏面と側面とに連続して電気配線20a,20bを形成しているが、場合によって電気配線20a,20bをその全体が側面に沿って延びるように形成しておくことも可能である。
【0019】
図4は目地12に電気配線24を施す場合の施工例を示したもので、図中26は目地12の幅に対応した幅を有する可撓性のテープ(ここでは両面粘着テープ)で、裏面に予め電気配線24が施してある。
【0020】
従ってテープ26にLED14を電気配線24と接続状態で装着しておき、その状態でテープ26を目地12に沿って貼り付けて行くことで、目地12に電気配線24を形成すると同時にそれら電気配線24と接続状態でLED14を設置することができる。
尚、この例の建材は壁を構成するものであっても良いし、或いは床や天井を構成するものであっても良い。
【0021】
本例によれば、目地12に備え付けたLED14によって電飾機能や照明機能或いは表示機能を持たせることができる。
また発光体としてのLED14は寿命が著しく長く、従って通常の電球を用いた場合のように定期的に電球交換を行わなければならないといった問題がなく、従って比較的頻繁に電球交換することを予定して電球の取付空間,取付構造を予め考えておかなければならないといった問題も生じない。
更にLED14は小型であるため、目地12のような狭いスペース,空間においても容易に取り付けることができる。
【0022】
またタイル10に予め電気配線20a,20bを施しておくことで、目地12に配したLED14を容易に電源と電気的に接続状態とすることができる。
更に電気配線20a,20bをプリント配線としたとき、タイル10の側面或いは裏面及び側面に容易に電気配線20a,20bを予め一体に形成しておくことができる。
【0023】
また予め電気配線24とLED14を装着してあるテープ26を貼着することで目地12にLED14を備え付けるようにした場合、簡単に電気配線24と接続した状態でLED14を目地12に設置施工することができる。
【0024】
以上はタイル10と10との間の目地12にLED14を備え付けた場合の例であるが、図5に示す本発明の実施例のようにタイル10自体にLED14を備え付けておくこともできる。
【0025】
この例の場合、タイル10には厚み方向の貫通孔28が形成されていて、その貫通孔28内部にLED14が埋込状態に設けられている。
また貫通孔28のタイル10表面側の開口部は透光性の釉薬30で閉鎖されており、LED14からの光がその透光性の釉薬30を通じて外部に照射されるようになっている。
【0026】
ここで釉薬30は、その熱膨張係数がタイル素地の熱膨張係数(線膨張係数)よりも小さくされている。
ここでは釉薬30の熱膨張係数がタイル素地のそれに対して0.5〜1.5×10−6小さくされている。
【0027】
このようにしておいた場合、タイル10及び釉薬30を焼成後において冷却する際に釉薬30に圧縮応力を付与することができ、これによって釉薬30を高強度となし得てその耐久性を高めることができる。
尚本例では、貫通孔28は直径が5〜10mmの円形状とされており、また釉薬30の厚みは0.5〜3mm程度とされている。望ましい厚みは2mm程度である。
【0028】
尚このようにタイル10にLED14を備え付けた場合において、上記のようにしてタイル10の裏面及び側面に電気配線20a,20bをプリント配線するなどして予め形成しておき、そして図3(C)に示しているようにその電気配線20aと20bとに対してLED14を電気配線32で接続することで、LED14を電源と接続状態とすることができる。
【0029】
本例によれば、建材としてのタイル10自体に電飾機能,照明機能或いは表示機能等を持たせることができる。
またLED14は小型のものであるから、小さな貫通孔28を設けるだけで簡単にその内部にLED14を埋込状に設けることができる。即ち発光体としてLED14を用いることによってタイル10自体にこれを備え付けることが可能となる。
【0030】
また貫通孔28内に埋込状に設けたLED14は、その貫通孔28の開口部分を閉鎖する釉薬30にて保護されているため、タイル10表面に雨水がかかったり砂がかかったり或いはタイル10表面を人が歩いて踏みつけたりした場合においてもLED14が良好に保護され、それらによってLED14が損傷するといったことが良好に防止される。
一方でこの釉薬30により貫通孔28の開口部分を閉鎖することで、タイル10表面における美観を良好に保持することができる。
【0031】
図5の例では貫通孔28が円形状とされ、且つタイル10の中央部の1箇所にのみ設けられてそこにLED14が埋め込まれているが、図6に示しているようにこの貫通孔28の形状は四角形状,星形形状,細長の四角形状その他の形状となし、そこにLED14を埋め込んでおくことができるし、或いはまた同図に示しているようにタイル10一枚につき同じ形状或いは異なる形状の複数の貫通孔28を形成しておいて、それぞれにLED14を埋め込んでおくといったことも勿論可能である。
尚何れの場合においても、貫通孔28のタイル10表面側の開口部分を透光性の釉薬30で閉鎖しておく点は図5の実施例と同様である。
【0032】
以上は平タイルに本発明を適用した場合の例であるが、図7に示しているように階段部等を構成する折曲りタイル(ここではL字状タイル)に本発明を適用することも可能である。
この場合において、貫通孔28をその折曲り部分に設けてそこにLED14を埋め込み、更に貫通孔28のタイル10表面側の開口部分を透光性の釉薬30で閉鎖した形態となしておくことができる。
【0033】
図8の参考例はタイル10にLED14と併せて太陽電池を備え付けた場合の例で、図中34はその太陽電池である。
尚この例ではLED14がタイル10の表面に備え付けられているが、勿論上記実施例に示しているようにこれをタイル10の内部に埋込状態で設けておくこともできる。
【0034】
この例においては、更に加えてバッテリ36がタイル10に備え付けられており、昼間太陽電池34で発電された電力がこのバッテリ36に蓄えられ、これを電源としてLED14が夜間発光するようにされている。
この例ではまた、タイル10に光センサ(照度センサ)38が備え付けられている。この光センサ38は一定の暗がりとなったときにLED14を発光させるものである。
【0035】
図9は更に他の参考例を示したもので、この例はタイル10と見切材40との間の目地12にLED14を備え付けた例である。
ここでタイル10,見切材40は下地材16の上面に取り付けてあり、そして下地材16の一部にて構成されるタイル10と見切材40との間の目地12にLED14が取り付けられている。
この例では、タイル10,見切材40,下地材16及びその一部にて構成される目地12を含んでLED付建材が構成されている。
【0036】
尚この例において電池等の電源は下地材16に設けておいても良いし、或いは他の箇所に設けて電気配線によりLED14を接続するようにしても良い。
この点は前記各実施例及び参考例においても同様である。
【0037】
図10は更に他の参考例を示している。
同図において46はボード等の壁の下地材16上に取り付けられた化粧材で、42は床44に接して設けられた幅木であり、40は見切材である。
ここで化粧材46はタイルとすることもできるし或いはクロス,塗り壁その他の化粧材となすことができる。
【0038】
本例においては、幅木42と見切材40とにLED14が埋込状態で備え付けられている。
ここで幅木42に埋め込まれたLED14は照明光を上向きに照射する状態で設けられ、また見切材40に埋め込まれたLED14は照明光を下向きに照射する状態で設けられている。即ちそれぞれが化粧材46を照射する状態で設けられている。
【0039】
この例では、下地材16と化粧材46,見切材40及び幅木42を含んでLED付建材が構成されている。
尚この場合においてもLED14の電源は下地材16に埋め込んでおいても良いし、或いは別途の場所に設けておいてその電源とLED14とを電気配線でつなぐようにしても良い。
【0040】
本例ではLED14を幅木42,見切材40に埋込状態で設けているが、場合によってそれらの表面に貼り付けるようにして設けておくこともできる。
またこの例では幅木42と見切材40との両方とにLED14を設けているが、場合によって何れか一方にのみ設けておくようにしても良い。
本例の場合においても、優れた電飾機能或いは照明機能若しくは表示機能を建材に付与することができる。
【0041】
図11は更に他の参考例を示したもので、この例はタイル10における厚み方向の貫通孔28内部に紫外線を発光するLED14を埋め込むとともに、それら貫通孔28を閉鎖する状態でタイル10全表面に亘って光触媒膜48を形成したものである。
【0042】
このタイル10にあっては、図5の実施例と同様にLED14を表面の光触媒膜48によって雨水や砂等から保護することができるとともに、LED14からの紫外線発光によって夜間や屋内等の暗がりであっても光触媒膜48の触媒機能を良好に発揮させることができる。
【0043】
図12は更に他の参考例を示している。
この例の建材50は、アクリル樹脂等の透光性材から成るボックス52、即ち内部透視型のスケルトン構造をなすボックス52の内部にLED14を組み込んでそれらをパッケージ化したものである。
【0044】
本例においても、電飾機能或いは照明機能若しくは表示機能に優れた建材となすことができる。
この例の建材50は特に装飾機能(電飾機能)に優れており、店舗等の内装用建材として好適である。
【0045】
以上本発明の実施例及び参考例を詳述したがこれらはあくまで一例示である。
例えば本発明におけるLED付建材は、施工前に予めユニット状に組み付けられている場合の外、施工現場で各構成部材を組付施工するようになすこともできるし、その際にLEDを予め建材に備えておくこともできるし又は施工現場でこれを取付施工するようになすこともできる。
また上記実施例及び参考例におけるタイルとして陶磁器タイル以外の各種材質から成るものを用いることも可能である。
【0046】
また図10の参考例では、幅木42,見切材40にLED14を備え付けているが、本発明では窓枠材等の枠材その他の部材にLEDを備え付けるようになすことも可能であるなど、本発明はその主旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 参考例の平面図及び側面図である。
【図2】 他の参考例の要部を示す図である。
【図3】 更に他の参考例を示す図である。
【図4】 更に他の参考例の要部の図である。
【図5】 本発明の実施例の図である。
【図6】 本発明の他の実施例の図である。
【図7】 本発明の更に他の実施例の図である。
【図8】 更に他の参考例の図である。
【図9】 更に他の参考例の図である。
【図10】 更に他の参考例の図である。
【図11】 更に他の参考例の図である。
【図12】 更に他の参考例の図である。
【符号の説明】
10 タイル
12 目地
14 LED
16 下地材
20a,20b,24 電気配線
26 テープ
28 貫通孔
30 釉薬
34 太陽電池
36 バッテリ
38 光センサ
40 見切材
42 幅木
46 化粧材
48 光触媒膜
50 建材
52 ボックス[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a building material with an LED (light emitting diode).
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
Conventionally, tiles and other building materials have been given various patterns and patterns to enhance the aesthetics and design when building wall surfaces and the like.
However, in this case, the decoration function cannot be sufficiently exhibited in the dark.
On the other hand, the thing which made the building material have an illumination function or the illumination function of a room by providing a light bulb is proposed.
[0003]
However, in the case of a conventional building material that has an electric decoration function, an illumination function, or a display function by using this type of light bulb, the life of the light bulb is short and the maintenance work is complicated, such as having to replace the light bulb relatively frequently. There was a problem.
[0004]
In addition to the high power consumption of the light bulb, it is necessary to secure a large installation space in the building material to install the light bulb, and the light bulb mounting structure is complicated. There has been a problem that there are significant restrictions on the types and positions of building materials that can have an illumination function and a lighting function.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The building material with LED of the present invention has been devised in order to solve such problems.
Thus, according to the first aspect of the present invention , the LED is embedded in the through hole in the thickness direction, and the opening portion on the tile surface side of the through hole is provided so as to enter the inside of the through hole. The tile is closed with a light-transmitting glaze having a smaller coefficient of thermal expansion than the tile substrate .
[0006]
[Operation and effect of the invention]
As described above, the building material of the present invention has a through-hole in the thickness direction of the tile, the LED is embedded in the tile, and the opening is closed with a light-transmitting glaze. The tile itself can have an illumination function, a lighting function, a display function, or the like.
[0007]
Also, in this building material, the LED as a light emitter has a very long life, so there is no problem that the bulb must be replaced regularly as in the case of using a normal bulb, and therefore the bulb is replaced relatively frequently. There is no problem of having to think about the mounting space and mounting structure of the bulb in advance .
[0008]
Further, since the LED is small, the LED can be easily provided in an embedded state by simply providing a small through hole. That is, by using an LED as a light emitter, it can be easily provided on the tile itself.
[0009]
In addition, the LED embedded in the through hole is protected by a glaze that closes the opening of the through hole, so that the tile surface is exposed to rain water, sand, or a person walking on the tile surface. The LED is well protected even when it is stepped on, and it is well prevented that the LED is damaged by them.
On the other hand, since the opening portion of the through hole on the tile surface side is closed with the glaze, the aesthetic appearance on the tile surface can be maintained well.
[0010]
In the present invention, Yes and the glaze has a small thermal expansion coefficient than the tile base material, if in this way, compressive stress glaze during cooling after the sintering can impart, without a high strength the glaze , Can increase durability.
Here, the thermal expansion coefficient (linear expansion coefficient) of the glaze is desirably about 0.5 to 1.5 × 10 −6 smaller than that of the substrate .
[0011]
【Example】
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings together with reference examples .
In FIG. 1 (reference example) ,
Here, the
[0012]
In FIG. 1B,
In this example, a total of nine
[0013]
In this example, a portion between the
[0014]
However, as shown in FIG. 2A, a light-transmitting
Alternatively, as shown in (B), the
In this example, the building material with LED is configured including a plurality of
[0015]
In this example, a plurality of
[0016]
FIG. 3 shows an example of the case where electrical wiring is applied to this kind of building material.
In the figure, 20a and 20b are electric wirings continuously formed on the back and side surfaces of the
The
[0017]
Thus, at the portion where the
In the example of FIG. 3, a light-transmitting (or non-light-transmitting)
[0018]
In this example, the
[0019]
FIG. 4 shows a construction example in the case where the
[0020]
Accordingly, the
The building material of this example may constitute a wall, or may constitute a floor or a ceiling.
[0021]
According to this example, the
Further, the
Furthermore, since the
[0022]
In addition, by providing the
Furthermore, when the
[0023]
In addition, when the
[0024]
The above is an example in which the
[0025]
In the case of this example, a through
Moreover, the opening part of the
[0026]
Here, the
Here, the thermal expansion coefficient of the
[0027]
In this case, when the
In this example, the through
[0028]
When the
[0029]
According to this example, the
Since the
[0030]
Further, the
On the other hand, by closing the opening portion of the through
[0031]
In the example of FIG. 5, the through-
In any case, the opening portion of the through
[0032]
The above is an example in the case where the present invention is applied to a flat tile. However, as shown in FIG. 7, the present invention may be applied to a folded tile (in this case, an L-shaped tile) constituting a staircase portion or the like. Is possible.
In this case, the through-
[0033]
The reference example of FIG. 8 is an example in which a solar cell is provided on the
In this example, the
[0034]
In this example, in addition, a
In this example, the
[0035]
9 shows the other reference examples In further, this example is an example equipped with a LED14 to
Here, the
In this example, the building material with LED is configured to include the
[0036]
In this example, a power source such as a battery may be provided on the
This is the same in the above-described embodiments and reference examples .
[0037]
Figure 10 shows another reference example in further.
In the figure, 46 is a decorative material attached on the
Here, the
[0038]
In this example, the
Here, the
[0039]
In this example, the building material with LED is configured including the
In this case as well, the power source of the
[0040]
In this example, the
In this example, the
Even in the case of this example, an excellent electrical decoration function, illumination function, or display function can be imparted to the building material.
[0041]
Figure 11 shows the other of the reference example in further, with this example embed LED14 which emits ultraviolet rays to inside of the through
[0042]
In the
[0043]
Figure 12 shows another reference example in further.
The
[0044]
Also in this example, it can be set as the building material excellent in the electrical decoration function or the illumination function, or the display function.
The
[0045]
The embodiments and reference examples of the present invention have been described in detail above, but these are only examples.
For example, the building material with LED in the present invention can be constructed by assembling each constituent member at the construction site outside the case where it is preassembled in a unit shape before construction. It can also be prepared for, or can be installed and installed at the construction site.
Moreover, it is also possible to use what consists of various materials other than a ceramic tile as a tile in the said Example and reference example .
[0046]
In the reference example of FIG. 10, the skirting
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view and a side view of a reference example .
FIG. 2 is a diagram showing a main part of another reference example .
3 is a diagram further showing another reference example.
4 is a diagram of a main portion of another reference example in further.
FIG. 5 is a diagram of the real施例of the present invention.
FIG. 6 is a diagram of another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram of still another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram of another reference example in further.
FIG. 9 is a diagram of another reference example in further.
FIG. 10 is a diagram of another reference example in further.
FIG. 11 is a diagram of another reference example in further.
FIG. 12 is a diagram of another reference example in further.
[Explanation of symbols]
10
16
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