JP4259584B2 - 発光装置用ケーブル及びそれを用いた発光装置 - Google Patents
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Description
また、特許文献3は、LEDの正負極の向きを間違う可能性があるだけでなく、給電用カッティングコンタクトと、信号用のカッティングコンタクトとが混在するため、それらの間での接続ミスが発生する可能性も高い。信号用導線に形成された貫通孔に嵌め込む位置決めピンを設けることにより、発光モジュールの間隔を所定の距離にすることは容易であるが、その位置決めピンによって発光モジュールの向きを規定することはできない。そのため、LEDの向きに注意しながら取り付けるには十分な注意が必要となり、生産性の向上は難しい。
第1の発光装置用ケーブルは、2本の信号用導線が必要な制御素子を備えた発光モジュールに好適である。
第2の発光装置用ケーブルは、1本の信号用導線が必要な制御素子を備えた発光モジュールに好適である。
前記発光素子及び前記制御素子を収容するケースと、
前記制御素子と導通され、前記ケースを貫通してケース外部に突出した複数の導電端子と、を有し、前記ケーブルは、並列に配置した少なくとも4本の導線と、前記4本の導線を被覆して一体にするシース部材と、を含むフラットケーブルであり、前記少なくとも4本の導線のうち、前記ケーブルの両側部に位置する2本が信号用導線で、前記信号用導線以外の2本が給電用導線であり、前記ケーブルには、その両側部に、前記2本の信号用導線を切断するように切欠き部が形成されており、前記信号用導線の各々には、前記信号用導線の前記切欠き部を挟んで2本の導電端子が穿刺されて、該2本の導電端子と前記信号用導線とが電気的に接続されており、前記ケースが、前記ケーブルの前記切欠き部に嵌合される突起部を備えて、前記ケーブルを支持することを特徴とする。
ケーブル20には、長手方向に直交する断面での形状が扁平になったフラットケーブルが使用される。ケーブル20は、複数の導線22〜25を並列に配置して、シース部材28によって一体にされている。導線22〜25は、絶縁被膜29を施した被覆線を使用することができ、絶縁被膜の色によって配線状態を確認することができる。また、ケーブルの一端には外部電源との接続用のコネクタと、他端には端部保護のためのエンドキャップが取り付けられている。
発光モジュール30の発光素子32に発光ダイオードを使用する場合には、供給用導線22、23には直流電流を通電する。例えば、一方の供給用導線22を電圧入力線とし、他方の供給用導線23をグラウンドとする。2本の信号用導線24、25には、それぞれ異なる電気信号を送信するのに使用でき、例えば、一方の信号用導線24にクロック(CK)信号を、他方の信号用導線25にデジタル入力(DI)信号を送信できる。
また、これ以外にも、断面の一部に凹部や凸部を設けたり、1辺を傾斜させた台形状にしたりすることにより、対向する辺の形状及び/又は寸法を異ならせることができる。
導電端子50を給電用導線22、23や信号用導線24、25に穿刺することにより、導電端子50と各導線22〜24とは電気的に接続される。
さらに、ケーブル20を突起部421により支持することは、仮固定だけでなく、ケーブル20が本体41とケーブルガイド部42とに挟持された後には、ケーブル20の抜け止め機構として機能する。よって、特許文献1及び2では、ケーブル20を引き抜く力がかかったとき、導電端子に応力がかかり、導電端子の変形や破損による発光モジュール30の接触不良が起こる可能性があるが、本発明では、導電端子50に応力がかかりにくいので、そのような問題が起こらない。
発光モジュールに使用される制御素子34によっては、図8A及び図8Bのように、信号用導線25が1本のケーブル200を使用できる。図8A及び図8Bのケーブル200は、図2A及び図2Bのケーブル20よりも断面積が小さいので、ケーブルの重量を軽くすることができる。よって、ケーブル200を使用すれば、同じ重量で長い発光装置10を準備でき、逆に、同じ長さで軽量の発光装置10を製造することができる。
ケーブル200の片側には、信号用導線25を切断する位置まで切欠いた切欠き部26が形成されている。これにより、1本のケーブル内において、信号用導線25は断線状態になっている。切欠き部26は、発光モジュールの内部に配置されるように形成する必要がある。
また、ケーブルガイド42に、ケーブル200の外形に適合したケーブル受けくぼみ425を形成すれば、切欠き部26と突起部421との嵌合が1箇所だけであっても、比較的安定してケーブル200を仮固定できる。よって、発光モジュール30が完全に組み立てられるまでの間、ケーブル200は所定の位置に保持されて、長手方向にも幅方向にもずれにくい。
これに合わせて、ケーブル200に取り付ける発光モジュール30のケース40では、本体41(図3及び図6参照)の区画壁411に固定されている導電端子50の本数を、6本から4本に変更されるであろう。
図9Aは、ライン状の発光装置10の上端及び下端を枠体等に固定した固定ブロックであり、例えば薄型のディスプレイとして使用できる。
図9Bは、奥行きのある立体ディスプレイを図示している。この立体ディスプレイでは、まず、水平方向に固定した棒に、複数の発光装置10をぶら下げたすだれ状ディスプレイ921〜924を複数作製し、その複数のすだれ状ディスプレイ921〜924を平行に配列して構成されている。
図9A及び図9Bの用途では、発光モジュール30が、常に所定の方向を向いているのが好ましい。よって、ケーブル20(ケーブル200)が剛直であるか、又は可撓性を有するものの比較的ねじれにくいことが望ましい。
(工程1)
ケーブル20の切欠き部26近傍に、ケーブルガイド部42を接触させる。このとき、ケーブル受容くぼみ425にケーブル20の長手方向を合わせて、さらに突起部421をケーブル20の切欠き部に嵌め込む。これにより、ケーブル20の所定位置に発光モジュール30を固定することが可能になる。
ケーブルガイド部42のスライドプレート423を、ケース40の本体41のレール溝413にスライドさせながら挿入して、本体41をケーブル20に近づける。本体41の裏面側には、6本の導電端子50の先端部52が突出しているので、本体41をケーブル20に押圧することにより、先端部52をケーブル20に穿刺する。このとき、ケーブル20はケーブルガイド部42に仮固定されて、先端部52とケーブル20内部の導線22〜25が所定の位置関係になっている。また、ケーブル20が仮固定されているので、本体41の押圧時にケーブル20がずれることがない。よって、固定時に、導電端子50とケーブル20との位置や向きを配慮する必要がなく、複数の導電端子50を位置最適位置に容易に穿刺することができる。
導電端子50がケーブル20の所定の深さまで穿刺されると、本体41とケーブルガイド部42とが接触して、ケーブル20を挟持する。このとき、本体41の係合突起(フック)412が、ケーブルガイド部42の係合凹部422に係止される。こうして、ケーブル20に、ケース40の本体41が固定される。
ケース40の本体41の発光面側から本体41の内部に、回路基板60を挿入する。このとき、回路基板60は、裏面側66を本体41に対面させた状態で、且つ回路基板60に形成されたスルーホール62が、導電端子50の後端部54の位置を適合する向きで挿入しなくてはならない。回路基板60を導電端子50に押圧して、スルーホール62に導電端子50の後端部54を圧入する。回路基板60は、スルーホール62を介して、導電端子50と導通し、且つ固定される。
ケース40の本体41の発光面側に、マスク44を固定する。マスク44は、リフレクタとして機能させることや、又はレンズやプリズム等を組み込んで発光方向の制御素子として機能させることができる。
(ケーブル20)
ケーブル20に使用される給電用導線22、23及び信号用導線24、25は、錫メッキ軟銅線を素線とした撚り線を使用することができる。各導線の絶縁被覆29は、耐熱ビニルなどを用いることができる。また、絶縁被覆29は導線ごとに異なる色に着色すると、機能の異なる導線を区別するのに好適である。
シース部材28は、耐候性に優れ、強度の高いものを用いることが好ましく、特に、熱可塑性エラストマー(TPE:Thermoplastic Elastomers)、エチレンプロピレンゴム(EPDM:Ethylene Propylene Diene Methylene Linkage)など使用することができる。
ケーブル20をシース部材28で一体にするには、共押出しなどの方法を利用できる。
ケース40の本体41、ケーブルガイド部42、マスク44及びバーガイド46は、ポリカーボネート(PC)、ABS樹脂等の耐熱または耐候性を有する熱可塑性樹脂を、射出成形法によって製造することができる。なお、本体41の製造時には、射出成形に使用する金型の区画壁411の位置に導電端子50を配置し、その後に射出成形すれば、本体41の成形と同時に区画壁411に導電端子50を埋め込むことができ、且つ導電端子50が区画壁411にしっかり固定されるので好ましい。
また、これらの部品は、ディスプレイ用途に使用する場合は黒色が好ましく、一般的なカーボンブラックを樹脂材料に混入して着色させることができる。また、イルミネーション等の装飾に使用する場合は、背景色に合わせ色々な色に着色することが好ましい。
導電端子50は、銅板をプレス型によって打ち抜き加工して製造する。先端部52は、ケーブル20のシース部材28及び絶縁皮膜29を貫通できるように尖らせてある。後端部54は、回路基板60のスルーホール62を圧入固定できるように、後端部54から先端部52方向に向かって徐々に幅が広くされている。導電端子50の中間部分は、ケース40の本体41の区画壁411に埋没されて、導電端子50を本体41に固定している。この固定力を高めるために、導電端子50の中間部分の幅を先端部52及び後端部54よりも広くして、表面積を大きくしている。
発光素子62には、例えば発光ダイオード(LED)を使用することができる。また、マルチカラーを発光可能な発光装置10を得る場合には、例えば、3原色に対応した赤色LED、緑色LED及び青色LEDの3つを、1つの発光モジュール30に組み込むことができる。これらのLEDは、制御素子34によって個々に発光強度が調節できるので、その3色の混色の程度によって、様々な色を発光することができる。また、1つの発光装置10の発光モジュール30ごとに、異なる色に発光させることもできるので、ディスプレイとして使用することも可能である。
制御素子としては、集積回路(IC)を使用することができる。各発光モジュール30に内蔵される制御素子34は、切断された信号用導線24、25によって直列的に接続され、信号用導線24、25を通じて全ての制御素子34に異なるアドレスを付与することにより、1回の信号送信によって、制御素子34ごとに異なる命令を下すことができる。これを利用して、発光モジュール30ごとに異なる発光色にすることができる。
20、200 ケーブル
22、23 給電用導線
24、25 信号用導線
28 シース部材
30 発光モジュール
32 発光素子
34 制御楚々医
40 ケース
41 ケースの本体
42 ケーブルガイド部
421 突起部
44 マスク
46 バーガイド部
50 導電端子
52 導電端子の先端部
54 導電端子の後端部
60 回路基板
62 スルーホール
Claims (9)
- 複数の発光モジュールを一列に配置した発光装置に使用され、前記発光モジュールの発光色及び/又は光度を制御可能な発光装置用ケーブルであって、
前記ケーブルは、並列に配置した少なくとも4本の導線と、前記4本の導線を被覆して一体にするシース部材と、を含むフラットケーブルであり、
前記少なくとも4本の導線のうち、前記ケーブルの両側部に位置する2本が信号用導線として、前記信号用導線以外の2本が給電用導線として使用され、
前記ケーブルは、その両側部に、前記2本の信号用導線を切断するように切欠き部が形成されていることを特徴とする発光装置用ケーブル。 - 複数の発光モジュールを一列に配置した発光装置に使用され、前記発光モジュールの発光色及び/又は光度を制御可能な発光装置用ケーブルであって、
前記ケーブルは、並列に配置した少なくとも3本の導線と、前記3本の導線を被覆して一体にするシース部材と、を含むフラットケーブルであり、
前記少なくとも3本の導線のうち、前記ケーブルの両側部に位置する2本のうちいずれか1本が信号用導線として、前記信号用導線以外の2本が給電用導線として使用され、
前記ケーブルは、その側部に、前記1本の信号用導線を切断するように切欠き部が形成されていることを特徴とする発光装置用ケーブル。 - 前記ケーブルの長手方向に直交する面におけるケーブル断面の平面形状が、対向して配置され且つ互いに寸法及び/又は形状の相違する1組の辺を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の発光装置用ケーブル。
- 前記ケーブルの前記信号用導線は、前記給電用導線よりも小径であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の発光装置用ケーブル。
- 1又は2以上の発光素子を含む複数の発光モジュールと、前記発光モジュールの発光色及び/又は光度を制御可能なケーブルと、を備えた発光装置であって、
前記発光モジュールは、
前記発光素子を制御する制御素子と、
前記発光素子及び前記制御素子を収容するケースと、
前記制御素子と導通され、前記ケースを貫通してケース外部に突出した複数の導電端子と、を有し、
前記ケーブルは、
並列に配置した少なくとも4本の導線と、
前記4本の導線を被覆して一体にするシース部材と、を含むフラットケーブルであり、
前記少なくとも4本の導線のうち、前記ケーブルの両側部に位置する2本が信号用導線で、前記信号用導線以外の2本が給電用導線であり、
前記ケーブルには、その両側部に、前記2本の信号用導線を切断するように切欠き部が形成されており、
前記信号用導線の各々には、前記信号用導線の前記切欠き部を挟んで2本の導電端子が穿刺されて、該2本の導電端子と前記信号用導線とが電気的に接続されており、
前記ケースが、前記ケーブルの前記切欠き部に嵌合される突起部を備えて、前記ケーブルを支持することを特徴とする発光装置。 - 1又は2以上の発光素子を含む複数の発光モジュールと、前記発光モジュールの発光色及び/又は光度を制御可能なケーブルと、を備えた発光装置であって、
前記発光モジュールは、
前記発光素子を制御する制御素子と、
前記発光素子及び前記制御素子を収容するケースと、
前記制御素子と導通され、前記ケースを貫通してケース外部に突出した複数の導電端子と、を有し、
前記ケーブルは、
並列に配置した少なくとも3本の導線と、
前記3本の導線を被覆して一体にするシース部材と、を含むフラットケーブルであり、
前記少なくとも3本の導線のうち、前記ケーブルの両側部に位置する2本のうちいずれか1本が信号用導線で、前記信号用導線以外の2本が給電用導線であり、
前記ケーブルには、その側部に、前記1本の信号用導線を切断するように切欠き部が形成されており、
前記信号用導線には、前記信号用導線の前記切欠き部を挟んで2本の導電端子が穿刺されて、該2本の導電端子と前記信号用導線とが電気的に接続されており、
前記ケースが、前記ケーブルの前記切欠き部に嵌合される突起部を備えて、前記ケーブルを支持することを特徴とする発光装置。 - 前記給電用導線の各々には少なくとも1本の導電端子が穿刺されて、該導電端子と前記給電用導線とが電気的に接続されていることを特徴とする請求項5又は6に記載の発光装置。
- 前記制御素子が回路基板に載置されており、
前記回路基板が、前記導電端子に対応する位置にスルーホールを備え、
前記スルーホールに前記導電端子の端部を圧入することにより、前記回路基板が前記導電端子に導通され且つ固定されることを特徴とする請求項5乃至7のいずれか1項に記載の発光装置。 - 前記ケーブルの長手方向に直交する面におけるケーブル断面の平面形状が、対向して配置され且つ互いに寸法及び/又は形状の相違する1組の辺を有することを特徴とする請求項5乃至8のいずれか1項に記載の発光装置。
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