JP5036531B2 - 可撓性高性能ｌｅｄ照明システム - Google Patents

Description

発光ダイオード（ＬＥＤ）は、基本的な照明構造体として、種々の形態、例えば、屋外標識や装飾照明に用いられている。ＬＥＤベースの照明ストリングは、チャンネル文字システム、建築のボーダーチューブの適用、キャビネット下の照明の適用、一般的なイルミネーションに多く使用され、在来のネオン灯又は蛍光灯に取って代わっている。

ネオン灯又は蛍光灯に取って代わることができる照明システムを提供しようとする既知の試みは、ＬＥＤ照明光源を可撓電気コードに機械的に取付けることを含む。他の知られたシステムは、プリント回路基板にＬＥＤを実装し、ＬＥＤが互いに電気ジャンパー線により接続される。これらの既知の高性能ＬＥＤ製品は、ＬＥＤから生じる熱を発散させるため、導電面に実装する必要があり、外力又は取付け技術不良による機械的及び電気的不具合の影響を受け易い。また、これら既知のシステムは、制限された可撓性と、制限された線解像度を有する。さらに、これらのシステムでは、ユーザが個々のＬＥＤ又はＬＥＤモジュールを交換することが不便だった。

従って、上記欠点を克服するＬＥＤ照明手段を提供することが望ましい。

ＬＥＤ照明手段は、可撓電気ケーブルと、ケーブルに取付けられるワイヤソケット組立体と、ワイヤソケット組立体に選択的に取付けられるＬＥＤモジュールと、を有する。ワイヤソケット組立体は、少なくとも２つのＩＤＣターミナルを有する。各ＩＤＣターミナルは、ケーブルの絶縁被覆に圧接し、そして、電気導体の１つに接触する。ＬＥＤモジュールは、ＬＥＤモジュールがワイヤソケット組立体に取付けられたとき、ＩＤＣターミナルに電気的に接続するＬＥＤを有する。

ＬＥＤ照明手段は、電力配送システムと、ケーブルに取付けられた取付け部と、第１及び第２のターミナルと、取付け部に選択的に取付くようになっているＬＥＤモジュールと、を有する。電力配送システムは、少なくとも２つの電気導体を有する。ターミナルは、それぞれ電気導体に接触する。ＬＥＤモジュールは、ＬＥＤモジュールが取付け部に取付いたとき、ターミナルに電気的に接続するＬＥＤを有する。

ＬＥＤ照明手段の製造方法は、電気導体を絶縁してケーブルを形成する工程と、ＩＤＣ連結ターミナルをケーブル内に差し込んで電気導体と接触させる工程と、取付け組立体をケーブルに固定する工程と、ＬＥＤモジュールを取付け組立体に選択的に取付ける工程と、を有する。ＬＥＤモジュールは、ＬＥＤモジュールが取付け組立体に取付いたときに、ＩＤＣターミナルに電気的に接続するＬＥＤを有する。

ＬＥＤ照明手段は、可撓電気ケーブルと、ケーブルに取付けられたＬＥＤモジュールと、ケーブルに差し込まれたターミナルと、を有する。ケーブルは、少なくとも２つの電気導体と、電気導体を囲む絶縁被覆と、を有する。ＬＥＤモジュールは、ＬＥＤと、ＬＥＤと熱的連通したヒートシンクと、を有する。ターミナルは、電気導体と接触し、ＬＥＤに電気的に接続する。

チャンネル文字は、可撓電気ケーブルと、取付け部と、ターミナルと、ＬＥＤモジュールと、チャンネル文字ハウジングと、を有する。可撓電気ケーブルは、少なくとも２つの電気導体と、電気導体を囲む絶縁被覆と、を有する。取付け部は、ケーブルに取付く。第１及び第２のターミナルは、ケーブルの絶縁被覆に圧接し、それぞれ電気導体に接触する。ＬＥＤモジュールは、取付け部に選択的に取付くことができ、ＬＥＤを含む。ケーブルは、チャンネル文字ハウジングに配置される。

図１を参照すると、発光ダイオード（ＬＥＤ）照明具１０は、可撓電気ケーブル１２と、可撓電気ケーブル１２に取付けられたワイヤソケット組立体１４と、ワイヤソケット組立体に選択的に取付けられるＬＥＤモジュール１６と、を含む。照明具１０は、種々の異なる構造体に装着することができ、種々の異なる環境に使用することができ、或る例は、チャンネル文字及びボックスサインイルミネーション（図８），コーブ照明，キャビネット下アクセント照明を含む。

図２を参照すると、可撓電気ケーブル１２は、絶縁被覆２６で囲まれた複数の導体１８，２２，２４を有している。３本の導体が、図に示されているが、ケーブルが数本から多数本のワイヤを含んでもよく、その場合、ワイヤのうちの何本かのワイヤが電力を供給し、何本かのワイヤが電気信号等を供給する。好ましくは、導体は、１４アメリカンワイヤゲージ（ＡＷＧ）又は１６ＡＷＧであるが、他の太さのワイヤを使用してもよい。電流がケーブルの中を流れるので、これらの導体は、正極導体１８、負極導体２４及び直列導体２２と称されてもよい。導体１８，２２，２４は、イルミネーションのためＬＥＤモジュールに電圧を供給する低電圧出力電源を含む電源（図示せず）に電気的に接続する。導体１８，２２，２４は、ケーブル１２の長手方向軸と平行に延び、ある平面で互いに整列されている。このような配向により、ケーブル１２が上記平面と交差する縁部、例えば、図２においてケーブルの薄い方の縁部で配置されるときに、ケーブル１２は容易に曲げられる。また、ケーブル１２は、絶縁被覆２６に形成されたＶ字形溝２８，３２を有する。溝２８，３２は、ケーブル１２に沿って導体１８，２２，２４と平行に長手方向に延びる。溝２８，３２は、隣接した導体１８，２２，２４間に位置する。

変形例では、電力は、他の電力供給システムを経てＬＥＤモジュールに供給されてもよい。例えば、この場合には、マウント又は取付け組立品と称されてもよいワイヤソケット組立体１４は、可撓回路、例えば、可撓材料上の銅配線、又はリードフレーム、例えば、打抜金属電気バスから形成された絶縁リードフレームに取付けてもよい。可撓回路及びリードフレームは、ワイヤ，電気ジャンパー線等により互いに連結されてもよい。

図３に示すように、ワイヤソケット組立体１４は、カバー３４と、ベース３６と、圧接接続（ＩＤＣ）ターミナル３８，４２と、を有している。ワイヤソケット組立体１４により、ＬＥＤモジュール１６を電気ケーブル１２に選択的に取付けるようにする。従って、ワイヤソケット組立体１４は、マウント、マウントの一部、又は取付け組立品と称されてもよい。図に示された実施形態では、ワイヤソケット組立体１４は、ＬＥＤモジュール１６に差し込まれており、これは、ＬＥＤモジュールの簡単な交換を考慮に入れている。変形例では、ＬＥＤモジュール１６が、ワイヤソケット組立体１４に差し込まれ、又はＬＥＤモジュール１６が、他の在来の方法でワイヤソケット組立体１４に選択的に取付けられる。これらのタイプの接続により、照明具１０のＬＥＤモジュール１６の交換を、電気ケーブル１２の導体１８，２２，２４を露出させることなしに行うことができる。

カバー３４は、電気ケーブル１２の周りに嵌まる略逆向きのＣ字形部分５２を含む。カバー３４の上側部分５４は、カバーをベース３６に連結するときに使用される一対の開口５６，５８を有する。カバーの下側部分６２は、スロット６４を有する。下側部分６２は、上側部分５４と平行であり、且つ、上側部分５４から、導体１８，２２，２４の平面で測って、電気ケーブル１２の高さと等しい距離離間している。また、カバー３４は、上側部分５４と下側部分６２との間の逆向きのＣ字形部分５２の内面に形成された長手方向の隆起部６６，６８を有する。隆起部６６，６８は、電気ケーブル１２の溝２８，３２内に受け入れられる。柱脚７２が、Ｃ字形状部分５２から下方に垂下する。柱脚７２は、柱脚に沿い長手方向に離間した複数の細長いスロット７４を有する。また、柱脚７２は、スロット７４の下にプラットフォーム７６を有する。プラットフォーム７６は、照明具１０が取付けられる面に位置することができる。

ベース３６は、上側部分５４と下側部分６２との間の逆向きのＣ字形部分５２に嵌まり込むことによって、カバー３４に取付けられ、ベースとカバーとの間にケーブル１２を挟持する。ベース３６は、カバー３４の上側部分５４の開口５６，５８に受け入れられる２つのタブ８０，８２を上面８４に有する。また、ベース３６は、カバー３４の下側部分６２のスロット６４にすべり込む舌部８６を下面８８に有する。スロット９２，９４，９６が、ベース３６の上面８４に形成されている。スロット９２，９４は、ＩＤＣターミナル３８，４２を受け入れる。スロット９６は、導体セパレータ４４を受け入れる。カバー３４がベース３６を受け入れるとき、上側部分５４は、スロット９２，９４，及びＩＤＣターミナル３８，４２のほとんどを覆うように、ベースの上面８４を覆う。ベース３６は、ＬＥＤモジュール１６に隣接したベースの面に沿って形成された下側長手方向ノッチ９８と、ベースの対向する横側に形成された下側横方向ノッチ１００，１０２と、を有する。ノッチ９８，１００，１０２は、ワイヤソケット組立体１４とＬＥＤモジュール１６との間の差込み連結の摩擦嵌めを容易にする。ワイヤソケット組立体１４とケーブル１２との間の記載の機械的連結に加えて、ワイヤソケット組立体１４は、ケーブル１２と一体に形成されてもよいし、又は他の方法でケーブルに取付けられてもよい。

ＩＤＣターミナル３８，４２は、電気的接続を行うために、導体１８，２２，２４を囲む絶縁被覆２６に刺し通される。ＩＤＣターミナル３８，４２は、各々、絶縁被覆２６を刺し通すのに十分鋭いフォーク形の突起部１０４，１０６を有し、突起部が離間した歯を有しているので、突起部は導体１８，２２，２４を切断せず、むしろ導体を歯の間に受け入れる。また、ＩＤＣターミナル３８，４２は、ターミナルがベース３６の上面８４のスロット９２，９４に受け入れられるとき、ベースからＬＥＤモジュール１６に向かって延びる雄ターミナルピン１０８，１１２を有する。ＩＤＣターミナル３８，４２は、実質的にＳ字形であり、第１の突起部１０４は、第２の突起部１０６から電気ケーブル１２の長手方向軸に沿って間隔をあけられる。導体セパレータ４４は、突起部１０４と突起部１０６との間で間隔をあけられているから、ＬＥＤモジュール１６が並列／直列形態に接続されるならば、直列導体ワイヤ２２は突起部間で切断される。特定のターミナル３８，４２を記載したが、ＩＤＣターミナルの代わりに他のターミナルを、導体とＬＥＤモジュールとの間に電気的接続を行うのに使用してもよい。さらに、変形例のターミナルは、はんだ，ジャンパー線，クリンプオンターミナル又は他の電気的機械的接続によって、導体及び／又は電力供給システムに電気的に取付けることができる。

図４を参照すると、ワイヤソケット組立体１４は、ＬＥＤモジュール１６に差し込まれる。ＬＥＤモジュール１６は、ワイヤソケット組立体１４が嵌まり込む取付けレセプタクル１２０を含む。さらに、ベース３６及びカバー３４の上側部分５４は、レセプタクル１２０によって受け入れられる。上述のように、変形例では、ＬＥＤモジュール１６が、ワイヤソケット組立体１４に差し込まれてもよいし、又は、ワイヤソケット組立体及びＬＥＤモジュールが、他の在来の方法で互いに選択的に取付けられてもよい。

図２に戻って参照すると、ＬＥＤモジュール１６は、ベース１２４に取付けられるカバー１２２を含む。カバー１２２は、カバーの対向する側面に２つの側タブ１２６，１２８と、カバーの後部に２つの後タブ１３２，１３４と、を有する。また、カバー１２２は、カバーの対向する側面に２つの弾性クリップ１３６，１３８を有する。弾性クリップ１３６，１３８は、節１４２（図２では一方のみ図示）を有する。一対の側壁１４４，１４６が、それぞれ側タブ１２６，１２８及びそれぞれクリップ１３６，１３８の前で（すなわち、ワイヤソケット組立体１４に向かって）、カバー１２２の対向する側面から延びる。各側壁１４４，１４６は、互いに向かって延びる下側延出部１４８，１５２を有する。下側延出部１４８，１５２は、ＬＥＤモジュール１６の取付けレセプタクル１２０を構成するように、カバー１２２の上面１５０から離間している。また、カバー１２２は、ＬＥＤ１５６が突出する開口１５４を有する。

ＬＥＤモジュール１６のカバー１２２は、ＬＥＤ１５６に通じる電気的接続を覆うように、ＬＥＤモジュールのベース１２４に取付く。ベース１２４は、互いに対向する側壁１６０，１６２を有する。各側壁１６０，１６２は、カバー１２２のそれぞれの側タブ１２６，１２８を受け入れるそれぞれのノッチ１６４，１６６を有する。後壁１６８は、側壁１６０，１６２を連結し、また、カバー１２２の後タブ１３２，１３４を受け入れるノッチ１７２，１７４を有する。側壁１６０，１６２は、弾性クリップ１３６，１３８を収容するように、各側壁の前部で直角に外方へ曲がっている。クリップ１３６，１３８が側壁１６０，１６２の内側に嵌まり、各節１４２が各側壁の底部に引っ掛かって、カバー１２２がベース１２４に取付く。

側連結タブ１７６，１７８が、側壁１６０，１６２から延びている。側連結タブ１７６，１７８は、ＬＥＤモジュール１６を関連した面、例えば、チャンネル文字及びボックスサインイルミネーション，コーブ照明，キャビネットに見受けられる面に取付けるため、取付け面１８６，１８８に、締め具（図示せず）を受け入れることができる開口１８２，１８４（図３）を有する。図６，図７に示すように、取付け面１８６，１８８は、プラットフォーム７６から離間し、且つ、プラットフォーム７６よりも下にある。図１を参照すると、ＬＥＤモジュール１６は、ケーブルの最大限の可撓性を促進するため、電気ケーブル１２と並ぶ方向に取付けられ、すなわち、ＬＥＤ１５６は、ケーブル１２の導体１８，２２，２４を横断する平面と平行な方向を向く。

複数のフィン１９０が後壁１６８から延びて、複数のフィン１９０はＬＥＤ１５６のヒートシンクをなす。フィンがヒートシンクとして示されているが、ヒートシンクの表面積を増すために、ヒートシンクがピン又は他の構造体を有していてもよい。フィン１９０は、後壁１６８から後方及び下方に延びる。フィン１９０は、図６及び図７に示すように、ヒートシンクの表面積を最大にするため、ほとんど各側連結タブ１７６，１７８の取付け面１８６，１８８まで下方に延びている。また、図７に示すように、表面積を最大にするため、フィン１９０は、ベース１２４の上側部分から離れた位置で、前方、すなわち、ケーブル１２に向かって延びる。特に図６を参照すると、フィン１９０は、ワイヤソケット組立体１４の柱脚７２のスロット７４と整合し、これにより、空気がスロット７４を通してフィン１９０の間に流れてＬＥＤ１５６を冷却する。

ＬＥＤ１５６は、ＬＥＤモジュール１６のベース１２４に受け入れられる支持部１９２に取付けられている。好ましくは、ＬＥＤで生じる熱を、熱を発散することができるフィン１９０に向けて移動させるため、支持部１９２は、熱伝導性材料、例えば、サーマルテープ，サーマルパッド，サーマルグリース又は滑らかな仕上げ材を有する。支持部１９２は、締め具１９４，１９６によりベース１２４に固定されるが、支持部を他の従来の方法でベースに固定してもよい。

電気レセプタクル１９８は、支持部１９２に取付けられ、ワイヤソケット組立体１４から突出する、ターミナル３８，４２の雄ターミナルピン１０８，１１２を受け入れる。電気レセプタクル１９８は、ＬＥＤ１５６のリード線２０２，２０４に回路（図示せず）を介して電気的に接続されている。回路は支持部１９２にプリントされていてもよいし、ワイヤを設けてレセプタクルをリード線２０２，２０４に接続してもよい。回路は、電圧管理回路を有していてもよい。

変形例では、電気レセプタクル１９８に類似した電気レセプタクルをワイヤソケット組立体１４に取付けてもよい。ワイヤソケット組立体の電気レセプタクルは、ＬＥＤ１５６に電気的に接続される雄インサートを受け入れることができる。変形例では、導体１８，２２，２４及びＬＥＤ１５６間の選択的な電気接続を、はんだ，ワイヤジャンパー線，クリンプオンターミナル又は他の電気機械的接続を含む他の従来の方法で達成してもよい。

図４に示すように、ＬＥＤモジュール１６がワイヤソケット組立体１４を受け入れて、ケーブル１２にＬＥＤモジュールを取付ける。そのような連結は、ＩＤＣターミナル３８，４２により形成される孔を露出させることなしに、ケーブル１２からＬＥＤモジュール１６の取り外しを可能にする。図２を参照すると、カバー３４のベース３６及び上側部分５４は、下側延出部１４８，１５２がワイヤソケット組立体のベース３６の下側横方向ノッチ１００，１０２内に嵌まって、カバー１２２の下側延出部１４８，１５２と上面１５０との間に受け入れられる。ベース３６の下側長手方向ノッチ９８は、ＬＥＤ１５６に向かい、支持部１９２に支えられる。雄ターミナルピン１０８，１１２は、電気レセプタクル１９８によって受け入れられ、ＬＥＤ１５６と導体１８，２２，２４との間の電気接続を行う。従って、ＬＥＤモジュール１６とワイヤソケット又は取付け組立体１４との間には、ＬＥＤモジュールをケーブル１２から選択的に取り外すことができ、且つ、ＩＤＣターミナルによって形成された孔が露出しないように、摩擦嵌めが存在する。ＬＥＤモジュール１６と取付け組立体１４との間の差込み連結は、簡単な設置及びＬＥＤの交換を容易にする。また、ＬＥＤモジュール１６に設けられたヒートシンクにより、照明具１０は、照明手段を熱伝導面に取付ける必要なしに熱を発散させる。

ＬＥＤ照明手段は、好ましい実施形態を参照して記載された。明らかに、変形及び変更が、上述の記載の読み及び理解に基づいて生じる。本発明は、そのようなすべての変形及び変更が添付の特許請求の範囲及びその均等の範囲にある限りにおいて、そのようなすべての変形及び変更を含むものと解釈される。

ＬＥＤ照明手段の斜視図である。 図１のＬＥＤ照明手段のＬＥＤモジュールの分解図である。 図１のＬＥＤ照明手段のワイヤソケット組立体の分解図である。 図１のＬＥＤ照明手段のＬＥＤモジュールとワイヤソケット組立体との間の連結を示す図である。 図１の照明手段の１つのワイヤソケット組立体に取付けられた１つのＬＥＤモジュールの平面図である。 図１のＬＥＤ照明手段の１つのワイヤソケット組立体に取付けられた１つのＬＥＤモジュールの側面図である。 図１の照明手段の１つのワイヤソケット組立体に取付けられた１つのＬＥＤモジュールの端面図である。 チャンネル文字ハウジングに配置された図１の照明手段を示す図である。

符号の説明

１０ 発光ダイオード（ＬＥＤ）照明手段
１２ 可撓電気ケーブル
１４ ワイヤソケット組立体
１６ ＬＥＤモジュール

Claims (5)

1. 発光ダイオード（ＬＥＤ）照明手段（１０）であって、
   実質的に同一平面に配置された少なくとも２つの電気導体（１８，２２，２４），電気導体を囲む絶縁被覆（２６），を有する可撓電気ケーブル（１２）と、
   ケーブル（１２）に取付けられ、各々が少なくとも２つの圧接接続（ＩＤＣ）ターミナル（３８，４２）を有する複数のワイヤソケット組立体（１４）と、を有し、各ＩＤＣターミナル（３８，４２）は、ケーブル（１２）の絶縁被覆（２６）に圧接し、且つ、電気導体（１８，２２，２４）の１つに接触し、
   各ワイヤソケット組立体（１４）にそれぞれ選択的に取付けられた複数のＬＥＤモジュール（１６）を更に有し、各ＬＥＤモジュール（１６）が、ＬＥＤ（１５６）と、このＬＥＤ（１５６）と熱的連通したヒートシンク（１９０）と、組立レセプタクル（１２０）とを有し、ＬＥＤモジュール（１６）が各ワイヤソケット組立体（１４）に取付くときに、ＬＥＤ（１５６）がＩＤＣターミナル（３８，４２）と電気的に接続し、組立レセプタクル（１２０）がワイヤソケット組立体（１４）を受け入れることを特徴とする照明手段。
2. ワイヤソケット組立体（１４）の少なくとも１つが、ベース（３６）を有し、
   ＩＤＣターミナル（３８，４２）は、各ＩＤＣターミナル（３８，４２）が、ベース（３６）からケーブル（１２）に向けて延びる第１の部分（１０４，１０６）と、ベース（３６）からＬＥＤモジュール（１６）の少なくとも１つに向けて延びる第２の部分（１０８，１１２）と、を有するように、ベース（３６）に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の照明手段。
3. 少なくとも１つのワイヤソケット組立体（１４）は、第１の部分（１０４，１０６）と第２の部分（１０８，１１２）との間で少なくともＩＤＣターミナル（３８，４２）を実質的に覆うカバー（３４）を有することを特徴とする請求項２に記載の照明手段。
4. ＬＥＤモジュール（１６）は、各ＩＤＣターミナル（３８，４２）の第２の部分（１０８，１１２）を受け入れるため、電気レセプタクル（１９８）を有することを特徴とする請求項２に記載の照明手段。
5. ワイヤソケット組立体（１４）の少なくとも１つは、電気レセプタクルを有することを特徴とする請求項１に記載の照明手段。

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