JP7109102B2 - 照明器具 - Google Patents

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Description

本発明は、発光素子が配列された照明器具に関する。
従来より、ライン照明と呼ばれ、フレキシブル基板上にＬＥＤ発光体を配列した製品が知られている。この製品は、たとえば、屋外ファサード、間接照明、および棚下照明などに使用されるものであり、一般的に設置箇所の寸法に合わせて、短い寸法であれば５０ｍｍから、長い寸法であれば５ｍの間の任意の長さに切断して使用することが可能な設計がなされている（例えば、特許文献１参照）。
図３に示すように、通常フレキシブル基板１０２上には、正極側の配線１０４と負極側の配線１０６が１本ずつ配置されている。（一部の発明に、複数のフレキシブル基板１０２を用い、別にバイパス配線を設けることで、通電可能電気容量を増加させる構造の照明器具は存在する（例えば、特許文献２参照））。これらは通常、照明器具の長手片方の先端１０８から給電された電力がまず、フレキシブル基板１０２上の先端１０８から末端１１０に向けて正極側の配線１０４を往路として、給電側から近い順にそれぞれのユニット１１１に配置された発光素子１１２（この時に抵抗体は発光素子１１２という表現に含まれるものとする）全てに電力を供給し点灯させる。
各ユニット１１１の発光素子１１２を点灯させた電力は末端１１０から先端１０８に向けて負極側の配線１０６を復路として先端部まで回流される。この構造により電力は給電側から近いユニット１１１に引き込まれることと往路である正極側の配線１０４の抵抗により、電圧を徐々に失い、長手の照明器具の末端部付近のユニット１１１には低い電圧の電力しか供給できなくなる。
特開２０１３－１１８１６９号公報 特開２０１１－０９０８４９号公報
ところで、このような照明器具は通常、器具の長手片方の先端１０８から給電を行うため、たとえば５ｍ以上の長さの製品にすると、発光素子１１２に電気を供給するフレキシブル基板１０２上の配線の電圧降下により、先端部に比較して末端部が暗くなってしまう。
この点、フレキシブル基板１０２上の配線を厚くすること、特許文献２に示すように、別途バイパス配線を設けることで通電可能な電気容量を増やすこと、および配線の金属純度を高めることで抵抗値を減少させることは可能ではあるものの、５ｍ以上の長さの製品においては、末端部の明るさの低下に対する効果は限定的である。
なお、発光素子１１２には抵抗体が接続されているが、先端部に強い抵抗の抵抗体、末端部に弱い抵抗の抵抗体を接続する事で、明るさを均一化することも技術的には可能ではある。しかし、この場合、先端部の抵抗を一定にしなくてはならず、たとえば５ｍの照明器具を１ｍ毎に５つに切断した場合、それぞれの照明器具の明るさが不揃いになってしまう。
これらの理由で、５ｍ以上の長尺にしても末端１１０の明るさがほとんど低下せず、かつ任意の長さに切断した時に、切断されたそれぞれのフレキシブル基板１０２上に発光素子１１２を配列した照明器具が、それぞれ同じ明るさを有する照明製品の開発は困難であった。
このため、例えば高さ３０ｍ（８階建て相当）のビルの外壁において、縦方向にライン照明を設置しようとした場合、まずは５ｍ毎に６本の照明器具を設置し、それぞれの照明器具に給電する穴を、およそ各階ごとにビルの外壁に開けなくてはならなかった。このため、安全性、施工性の問題のみならず、経済的な負担も大きかった。
本発明の目的は、製品を長尺にしたときに末端にかけての明るさの低下度合いが小さく、切断しても発光体の明るさが不揃いにならないフレキシブル基板および該フレキシブル基板を用いた照明器具を提供することである。
本発明の照明器具は、
長手方向の先端から末端に向けて第１往路配線、第２往路配線、第１復路配線、および第２復路配線が配線され、かつ複数の発光素子が配列された照明器具であって、
前記第２往路配線と前記第１復路配線を通電する第１通電部が前記末端に形成され、
所定数の第１の発光素子と第２の発光素子を一組とする複数のユニットが連接され、
各々の前記ユニットは、前記第１の発光素子を介して前記第１往路配線と前記第２復路配線とを通電する第１通電配線、および前記第２の発光素子を介して前記第１復路配線と前記第２復路配線とを通電する第２通電配線を備え、
前記先端から前記第１往路配線に供給された電力は、各々の前記ユニットにおいて、前記第１通電配線により前記第１の発光素子に給電されて前記第２復路配線に回流され、
前記先端から前記第２往路配線に供給された電力は、一旦前記末端にて前記第１通電部を介して前記第１復路配線に逆方向に回流された後、各々の前記ユニットにおいて、前記第２通電配線により前記第２の発光素子に給電されて前記第２復路配線に回流されることを特徴とする。
このように、第１の配線系統である第１往路配線、第１通電配線、および第２復路配線と、第２の配線系統である第２往路配線、第１の通電部、第１復路配線、および第２復路配線を同じ回路上に設けることにより、先端から末端に流れる正方向の電力と同時に、末端から先端に流れる逆方向の電力を供給することができる。このため、製品を長尺にしたときに末端にかけて明るさの低下度合いが小さく、またユニット間で切断して任意の長さに寸法を変えても、切断されたそれぞれのユニットの発光体の明るさが不揃いにならない照明器具を提供することができる。
また、本発明の照明器具は、
前記ユニット間にはコネクティングポイントが形成されていることを特徴とする。
このように、コネクティングポイントを設けることにより、切断された新たな末端において、第２往路配線と第１復路配線を短絡する第１通電部を設けることが可能になる。これにより、どのユニットの間で切断を行ったとしたとしても本発明の効果を維持することができる。
また、本発明の照明器具は、
前記先端において、前記第１往路配線には、前記第１往路配線に電力を供給する第１リード線が接続され、
前記第１往路配線と前記第２往路配線とを通電する第２通電部が前記先端側に形成されていることを特徴とする。
これにより、同一のリード線から第１の配線系統と第２の配線系統の双方に同時に電力を供給することができる。
本発明によれば、製品を長尺にしたときに末端にかけての明るさの低下度合いが小さく、切断しても発光体の明るさが不揃いにならない照明器具を提供することができる。すなわち、５ｍをはるかに超える長尺のフレキブル照明器具において、電圧降下により末端の明るさが低下する問題を解消すると共に、どのユニット間で切断しても発光体の明るさが不揃いにならないようにすることができる。
また、本発明の照明器具を絶縁の軟化樹脂等で封止するなどして製品化することで、例えば、高層ビルの外壁照明などを５ｍ毎に分割しないで、１本物の３０ｍ（８階建て相当）の照明器具として設置することが可能になる。このため、安全性、施工性、およびメインテナンスを含めた経済性等を著しく高めることが可能となる。
また、どの部分で切断しても製品として使用することに支障がないため、経済的にも有効である。
実施の形態に係るテープライトを示す斜視図である。 実施の形態に係るテープライトに内蔵されたプリント配線の回路の構造を示す概念図である。 従来の回路の構造を示す概念図である。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る照明器具について、テープライトを例に説明する。図１は、実施の形態に係る照明器具であるテープライト２を示す平面図であり、図２は、テープライト２に内蔵されたプリント配線の回路８を示す平面図である。
図１に示すように、テープライト２は、一方向に延びる長尺状の製品であり、基板４、シート６、ＬＥＤチップ１０、および抵抗体１１を備えており、先端１２側にリード線１４を備え、末端１６側が開放されている。
ここで、基板４は、ＦＰＣ（Flexible Print Circuits）で形成された可撓性を有する帯状の板材である。かかる基板４は、プリント配線が施された複数の配線層の積層によって成り立っている。
シート６は、たとえば合成樹脂で形成された絶縁性を有する薄膜であり、ＬＥＤチップ１０や抵抗体１１が実装される部分等を除く基板４の表面を被覆している。
ＬＥＤチップ１０は、基板４の表面上に所定の間隔で長手方向に一列に配列された発光素子である。なお、本実施の形態において、ＬＥＤチップ１０は６個で一組を構成しており、基板４は、一組のＬＥＤチップ１０を実装した各ユニット１７を連接して形成されている。なお、図２においては、３つのユニット１７を模式的に表示したものを例示している。
抵抗体１１は、ＬＥＤチップ１０を正常に駆動させるために入力電流を制限する機能を有しており、ＬＥＤチップ１０と同様に、基板４の表面上に所定の間隔で長手方向に一列に配列されている。なお、本実施の形態において、各ユニット１７には４個で一組を構成する抵抗体１１が実装されている。
なお、各ユニット１７の境界には、長手方向と直交する方向に、複数のコネクティングポイント１９が設けられている。コネクティングポイント１９は、配線（後述する第１往路配線２２、第２往路配線２４、第１復路配線２６、および第２復路配線２８）を基板４の表面に露出させたポイントである。
このようなコネクティングポイント１９を設けることにより、テープライト２をユニット１７間で切断した場合に、新たな先端１２において基板４にリード線１４を半田等で接続する、また新たな末端１６において往路配線と復路配線を短絡させることなどができる。
その他、基板４には、図示しない複数の貫通孔が形成されている。これらの貫通孔は、基板４において積層される複数の配線層間を導通するものである。
なお、本実施の形態においては、３ユニット１７を連接した基板４を例示しているが、基板４の先端１２から末端１６までの長さは、最短では単一のユニット１７分の寸法の長さにすることが可能であり、最長では５ｍ以上の任意の長さにすることが可能である。
また、図２に示すように、基板４の回路８には、長手方向の先端１２から末端１６に向けて一直線に、第１往路配線２２、第２往路配線２４、第１復路配線２６、および第２復路配線２８が配線されている。
そして、各々のユニット１７には、さらに第１通電配線３２と第２通電配線３４が配線されている。ここで、第１通電配線３２は、先端１２側から奇数番目のＬＥＤチップ１０（第１の発光素子）を介して第１往路配線２２と第２復路配線２８とを通電している。同様に、第２通電配線３４は、先端１２側から偶数番目のＬＥＤチップ１０（第２の発光素子）を介して第１復路配線２６と第２復路配線２８とを通電している。
また、先端１２には、第１往路配線２２と第２往路配線２４を通電する第２の通電部３６がコネクティングポイント１９a１と１９ｂ1を繋いで半田付け等により短絡され、末端１６には、第２往路配線２４と第１復路配線２６を通電する第１の通電部３８がコネクティングポイント１９ｂ２と１９ｃ２を繋いで半田付け等により短絡されている。
次に、回路８における電気の流れについて説明する。まず、第1リード線１４ａから第１往路配線２２に給電がなされると、ポイントＡにて電力が第１通電配線３２に分流される。分流された電力は、先端１２側から奇数番目のＬＥＤチップ１０（第１の発光素子）に給電して点灯させた後、第２復路配線２８に供給され、第２リード線１４ｂに回流される。
分流されなかった電力は、そのまま第１往路配線２２を流れるが、先端１２側から２番目のユニット１７のポイントＢにて第１通電配線３２に分流され、奇数番目のＬＥＤチップ１０（第１の発光素子）、第２復路配線２８を介して第２リード線１４ｂに回流される。先端１２側から３番目のユニット１７でも同様のことが繰り返される。
一方、第１リード線１４ａから第２の通電部３６を介して第２往路配線２４に給電がなされると、電力は一旦そのまま第２往路配線２４を通って末端１６まで流れる。次に、末端１６にて第１の通電部３８を介して折り返し、第１復路配線２６に末端１６から先端１２に向かって回流される。
次に、電力は、最も末端１６側のユニット１７のポイントＤで第２通電配線３４に分流される。分流された電力は、先端１２側から偶数番目のＬＥＤチップ１０（第２の発光素子）に給電して点灯させた後、第２復路配線２８に供給され、第２リード線１４ｂに回流される。
分流されなかった電力は、そのまま第１復路配線２６を末端１６から先端１２に向かって流れるが、末端１６側から２番目のユニット１７のポイントＥにて第２通電配線３４に分流され、偶数番目のＬＥＤチップ１０（第２の発光素子）、第２復路配線２８を介して第２リード線１４ｂに回流される。末端１６側から３番目のユニット１７でも同様のことが繰り返される。
この実施の形態に係る発明によれば、第１の配線系統である第１往路配線２２、第１通電配線３２、および第２復路配線２８と、第２の配線系統である第２往路配線２４、第１の通電部３８、第１復路配線２６、および第２復路配線２８を同じ回路８上に設けることにより、先端１２から末端１６に流れる正方向の電力と同時に、末端１６から先端１２に流れる逆方向の電力を同時に供給することができる。このため、製品を長尺にしたときに末端１６にかけて明るさの低下度合いが小さく、またユニット間１７で切断して任意の長さに寸法を変えても、切断されたそれぞれのユニット１７のＬＥＤチップ１０の明るさが不揃いにならない照明器具を提供することができる。
また、テープライト２は、どのユニット１７の間で切断しても発光体の明るさが不揃いにならないため、製品の寸法を任意の長さに変更することが可能であり、切断されることによって分断されたそれぞれが独立した照明器具として成り立つ。また、どの部分で切断しても製品として使用することに支障がないため、経済的にも有効である。
また、テープライト２を絶縁の軟化樹脂等で封止するなどして製品化することで、例えば、高層ビルの外壁照明などを５ｍ毎に分割しないで、１本物の３０ｍ（８階建て相当）の照明器具として設置することが可能になる。このため、安全性、施工性、およびメインテナンスを含めた経済性等を著しく高めることが可能となる。
また、コネクティングポイント１９を設けることにより、テープライト２をユニット１７間で切断した場合に、新たな先端１２において基板４にリード線１４を接続したり、新たなユニット１７を用意し、末端１６のコネクティングポイント１９と新たなユニット１７の先端１２の新たなユニット１７とを半田等で接続することにより、テープライト２を延長することもできる。
このような方法は、従来のコネクティングポイント１９における通常の用法であるが、本発明においては、さらに、新たな末端１６においてコネクティングポイント１９ｂ２と１９ｃ２を連結する第１の通電部３８を設け、それによって第２往路配線２４と第１復路配線２６を短絡することができる。これにより、テープライト２を構成するどのユニット１７の間で切断を行ったとしたとしても、上述の効果を維持することができる。
また、先端１２において、コネクティングポイント１９a１と１９ｂ１を繋いで第２の通電部３６を半田付け等することにより、同一のリード線１４から第１の配線系統と第２の配線系統の双方に同時に電力を供給することができる。
なお、上述の本実施の形態において、各々のユニット１７は、必ずしも６個一組のＬＥＤチップ１０から構成さている必要はなく、４個、８個などのＬＥＤチップ１０がユニット１７に備えられていてもよい。同様に抵抗体１１についても、必ずしも４個一組でなくてよいし、ＬＥＤチップ１０に内蔵されていてもよい。
また、上述の実施の形態において、第１の通電部３８、第２の通電部３６が半田付けされる場合を例示しているが、これらは半田以外の通電物質で短絡されていても構わない。たとえば、第１の通電部３８や第２の通電部３６にリード線やクリップを用いてもよく、また端子等で接続出来る様になっていてもよい。リード線で代用する例としては、たとえば、先端が二股に分かれた第１リード線１４ａをコネクティングポイント１９a１と１９ｂ１に接続し、第２の通電部３６として用いてもよい。
また、上述の実施の形態において、基板４が中空のチューブ状の軟性樹脂の中に挿入されていても、また軟性樹脂により被覆されていてもよい。また、上述の実施の形態においては、基板４の表面が樹脂製のシート６で覆われているが、基板４がシート６で覆われていなくてもよい。
また、上述の実施の形態において、配線は、基板の片面のみになされていてもよく、基板４の両面になされていてもよい。また、回路８を構成する配線層は必ずしも複層である必要はなく、単層であっても構わない。
また、上述の実施の形態において、ユニット１７は単一でも成立するが、４個以上連接されていても構わない。
また、上述の実施の形態においては、ランドと呼ばれる形状のコネクティングポイント１９を例示しているが、コネクティングポイント１９の形状は、本実施の形態に示されている形状に限定されない。すなわち、コネクティングポイント１９は、一般的に用いられるリード線１４の接続のみに用いられるものではなく、テープライト２の寸法を変更するときなどにおいては、本発明の成立上不可欠な配線間の短絡を半田などで事後的に行えるようにする目的で設けられているため、必ずしも、ランドの形状ではなくともよく、電極等が備えられていてもよい。
２ テープライト
４ 基板
６ シート
８ 回路
１０ チップ
１１ 抵抗体
１２ 先端
１４ リード線
１４ａ 第１リード線
１４ｂ 第２リード線
１６ 末端
１７ ユニット
１９（１９ａ１、１９ｂ１、１９ｂ２、１９ｃ２） コネクティングポイント
２２ 第１往路配線
２４ 第２往路配線
２６ 第１復路配線
２８ 第２復路配線
３２ 第１通電配線
３４ 第２通電配線
３６ 第２の通電部
３８ 第１の通電部
１０２ フレキシブル基板
１０４ 配線
１０６ 配線
１０８ 先端
１１０ 末端
１１１ ユニット
１１２ 発光素子

Claims (3)

  1. 長手方向の先端から末端に向けて第１往路配線、第２往路配線、第１復路配線、および第２復路配線が配線され、かつ複数の発光素子が配列された照明器具であって、
    前記第２往路配線と前記第１復路配線を通電する第１通電部が前記末端に形成され、
    所定数の第１の発光素子と第２の発光素子を一組とする複数のユニットが連接され、
    各々の前記ユニットは、前記第１の発光素子を介して前記第１往路配線と前記第２復路配線とを通電する第１通電配線、および前記第２の発光素子を介して前記第１復路配線と前記第２復路配線とを通電する第２通電配線を備え、
    前記先端から前記第１往路配線に供給された電力は、各々の前記ユニットにおいて、前記第１通電配線により前記第１の発光素子に給電されて前記第２復路配線に回流され、
    前記先端から前記第２往路配線に供給された電力は、一旦前記末端にて前記第１通電部を介して前記第１復路配線に逆方向に回流された後、各々の前記ユニットにおいて、前記第２通電配線により前記第２の発光素子に給電されて前記第２復路配線に回流されることを特徴とする照明器具。
  2. 前記ユニット間にはコネクティングポイントが形成されていることを特徴とする請求項１記載の照明器具。
  3. 前記先端において、前記第１往路配線には、前記第１往路配線に電力を供給する第１リード線が接続され、
    前記第１往路配線と前記第２往路配線とを通電する第２通電部が前記先端側に形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の照明器具。
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