JPH1166929A

JPH1166929A - 線状発光体ユニット及びこれに使用する連結ブロック

Info

Publication number: JPH1166929A
Application number: JP24189497A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Fukuyama; 博福山; Tatsuo Terahama; 龍雄寺浜; Minoru Ishiharada; 石原田　　稔; Hideo Sugiyama; 秀夫杉山
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1997-08-22
Filing date: 1997-08-22
Publication date: 1999-03-09

Abstract

(57)【要約】【課題】多数箇所での発光を行う場合にも半田こてな
どを使用せずに極く簡単に設置・接続できるとともに、
小電力でも十分な側面発光が得られ、しかもコンパクト
で設置場所に制約が少なく、文字等を表示するのに好適
な各種形状での発光を行うことができる。【解決手段】線状発光用の光伝送チューブ１の端部に
光源２を備えるとともに、この光源２への電力供給用の
コネクタ３を備え、コネクタ３を電源側のソケット４に
着脱自在に嵌合することによって各光伝送チューブ１を
発光させるように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、耐水性、耐環境
性に優れ、低消費電力での駆動が可能な線状発光体に係
り、特に側面発光による電飾イルミネーション、電光文
字、道路標識、教材、玩具などの各種幅広い分野への適
用が可能な線状発光体ユニット及びこれに使用する連結
ブロックに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、線状の発光が得られる発光体とし
ては、ネオン管や蛍光管等が知られている。

【０００３】また、可撓性チューブに透明コア液或いは
柔軟な透明ポリマーを充填した光伝送チューブやプラス
チック光ファイバーを撚り合わせたものも提案されてい
る。即ちこれは、光源から出射される光を線状の光伝送
チューブ等に入射させ、この光伝送チューブ等の側面か
ら光を出射・発光させるものであり、水中や屋外、或い
は爆発の虞れのある環境でも使用でき、しかも破損の危
険性もなく、さらにガラス細工等の複雑で面倒な加工が
不要であり、施工性も良好である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな光伝送チューブ等は、ある程度の長さに亘って発光
させる場合には側面での発光効率が低く、輝度を上げる
には高電力光源が必要である。そこで、かりに短尺の光
伝送チューブとこれに合わせた専用の光源を個別に使用
すれば、小電力でも十分な側面発光が得られるものであ
りその点では問題ないが、例えばある程度の長さや多数
の箇所を発光させる場合には、多数本の光伝送チューブ
を必要とするから、そのため各光伝送チューブ毎に光源
と電源側との間に行う電気的接続が煩雑であり、また、
故障等により光源を交換する際にも半田こて作業等を伴
うから、電気的な接続が厄介である。

【０００５】この発明は、上記した事情に鑑み、多数箇
所での発光を行う場合にも半田こてなどを使用せずに極
く簡単に設置・接続できるとともに、小電力でも十分な
側面発光が得られ、しかもコンパクトで設置場所に制約
が少なく、文字等を表示するのに好適な各種形状での発
光を行うことができる線状発光体ユニット及びこれに使
用する連結ブロックを提供することを目的とするもので
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】即ち、この請求項１に記
載の発明は、線状発光用の光伝送チューブの端部に光源
を備えるとともに、この光源への電力供給用のコネクタ
を備え、前記コネクタを電源側のソケットに着脱自在に
に嵌合することによって前記各光伝送チューブを発光さ
せるように構成したものである。

【０００７】また、この請求項２に記載の発明は、請求
項１において、コネクタを光伝送チューブの両端部に設
け、複数の光伝送チューブを互いに直列接続させたもの
である。

【０００８】また、この請求項３に記載の発明は、請求
項１において、少なくとも３個以上の面数を有する立体
であって、複数の線状発光体のコネクタをまとめて取り
付けてこれらの線状発光体への給電を行う複数のソケッ
トを前記各面に設けたものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施例に
ついて添付図面を参照しながら説明する。図１はこの発
明の第１実施例に係る線状発光体ユニットを示すもので
あり、この線状発光体ユニットは、発光手段である（光
反射層を形成した）光伝送チューブ１と、光源２と、コ
ネクタ３とを備えている。なお、図中符号４はソケット
を示す。

【００１０】光伝送チューブ１は、図２に示すように、
透明な管状クラッド１１と、このクラッド１１より高屈
折率の透明コア１２と、クラッド１１の他側部側の内面
とコア１１との間に設けた光反射層１３とから構成され
ている。また、さらに、この光反射層１３を覆ってクラ
ッド１１の他側部外表面には反射性保護層１４を形成し
ており、さらに反射効率を高めている。なお、この光伝
送チューブ１のコア径は特に制限されないが、例えば光
源２として１個のＬＥＤを使用する場合には２〜３０ｍ
ｍ程度であるが特に４〜１５ｍｍ、また長さは０．１〜
５ｍ程度特に０．２〜２ｍが好ましい。なおまた光反射
層としては、コア表面から若干内部に侵入した状態で光
反射層をクラッドの長さ方向に帯状に形成してもよい。

【００１１】ここで、上記管状クラッド１１を形成する
材料（クラッド材）としては、プラスチックやエラスト
マーなどのように可撓性を有し、チューブ状に成形可能
で、屈折率の低い材料を用いることが好ましい。その具
体例としてはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミ
ド、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ポリメチルメタクリレ
ート、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビ
ニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン−酢酸ビニル
共重合体、ポリビニルアルコール、ポリエチレン−ポリ
ビニルアルコール共重合体、フッ素樹脂、シリコーン樹
脂、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴ
ム、スチレン−ブタジエン共重合体、ブチルゴム、ハロ
ゲン化ブチルゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、
ＥＰＤＭ、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、フ
ッ素ゴム、シリコーンゴムなどが挙げられる。

【００１２】この中でも屈折率が低いシリコーン系ポリ
マーやフッ素系ポリマーが特に好ましく、具体的にはポ
リジメチルシロキサンポリマー、ポリメチルフェニルシ
ロキサンポリマー、フルオロシリコーンポリマー等のシ
リコーン系ポリマー、ポリテトラフルオロエチレン（Ｐ
ＴＦＥ）、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重
合体（ＦＥＰ）、四フッ化エチレン−パーフルオロアル
コキシエチレン共重合体（ＰＦＥ）、ポリクロロトリフ
ルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、四フッ化エチレン−エ
チレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオラ
イド、ポリビニルフルオライド、フッ化ビニリデン−三
フッ化塩化エチレン共重合体、フッ化ビニリデン−六フ
ッ化プロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−六フッ化
プロピレン−四フッ化エチレン三元共重合体、四フッ化
エチレンプロピレンゴム、フッ素系熱可塑性エラストマ
ーなどが挙げられ、とりわけフッ素系ポリマーが好まし
い。これらの材料は単独で又は２種以上をブレンドして
用いることができる。

【００１３】一方、透明コア１２を形成する材料（コア
材）としては、固体状のものが好ましく、（メタ）アク
リル系ポリマー、ポリカーボネート、ポリスチレン、シ
リコーンゴム、エチリデンノルボルネンポリマー、ＳＢ
Ｓ、ＳＩＳ、ＳＥＢＳ（スチレン−エチレン−ブタジエ
ン−スチレンブロックポリマー）などが挙げられ、中で
も（メタ）アクリル系ポリマーが好ましい。

【００１４】（メタ）アクリル系ポリマーとしては、ア
クリル酸及びメタクリル酸並びにこれらの一価アルコー
ルとのエステルから選ばれる１種のモノマーを重合して
なるホモポリマー、或いは２種以上のモノマーを共重合
してなるコポリマーが挙げられる。この場合、一価アル
コールとしては、炭素数１〜２２のものを挙げることが
できる。中でも、アクリル酸及びメタクリル酸並びにこ
れらと低級アルコール（炭素数１〜５、好ましくは１〜
３、最も好ましくは１）とのエステルから選ばれるモノ
マーと、下記一般式（１）で示されるモノマーとの共重
合体を用いることが、柔軟性乃至は可撓性に優れ、光透
過性にも優れたものであることから好ましい。

【００１５】

【化１】

【００１６】式中、Ｒ¹は水素原子又はメチル基、Ｒ²
は炭素数８〜２０、好ましくは１０〜１６、より好まし
くは１２〜１４のアルキル基であり、これら高級アルキ
ル基は、単独アルキル基であっても混合アルキル基であ
ってもよいが、最も好ましくは炭素数１２と１３との混
合アルキル基である。この場合、炭素数１２のアルキル
基のものと炭素数１３のアルキル基のものとの割合は、
重量比として通常２０：８０〜８０：２０、特に４０：
６０〜６０：４０であることが好ましい。上記アクリル
酸、メタクリル酸及びこれらの低級アルコールエステル
から選ばれるモノマーと、上記式（１）のモノマーとの
共重合割合は適宜選定されるが、重量比として５：９５
〜７９：２１、特に３０：７０〜６５：３５であること
が好ましい。

【００１７】なお、上記コア１２の直径は特に制限され
ないが、通常２〜３０mm、特に５〜１５mmである。

【００１８】上記光反射層１３は、光を散乱する散乱性
粒子より形成することが好ましい。この場合、散乱性粒
子としては、例えばシリコーン樹脂粒子、ポリスチレン
樹脂粒子等の有機ポリマー粒子、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｔｉ
Ｏ₂、ＳｉＯ₂等の金属酸化物粒子、ＢａＳＯ₄等の硫
酸塩粒子、ＣａＣＯ₃等の炭酸塩粒子などが挙げられ、
これらの１種を単独で又は２種以上併用して使用するこ
とができる。

【００１９】上記粒子の平均粒径は、０．１〜３０μ
ｍ、特に１〜１５μｍが好ましく、３０μｍより大きい
と後述する光伝送チューブの製造方法に従った場合、コ
ア液をクラッドチューブに注入する途中で沈殿し易く、
不利を伴う場合がある。

【００２０】上記光反射層１３の厚さは特に制限されな
いが、１０〜２００μｍ、特に５０〜１００μｍとする
ことが好適である。薄すぎると反射される光が少なくな
るため輝度が低くなり、厚すぎると反射される光が多く
なり輝度が高くなるが、これは光源から近距離の場合
で、更に光源から離れた所では逆に輝度が低くなる不利
を伴う場合がある。

【００２１】反射性保護層１４は、上記光反射層１３か
ら光が漏れた場合において、この光を外部に透過させな
いものであればよく、またこの場合、この漏れた光を吸
収せず、反射させるものが好ましく、具体的には、銀、
アルミニウム等の金属箔や金属シート、反射テープ、蒸
着テープ或いは光を散乱する上記したような散乱性粒子
を分散した塗膜などを用いることができる。

【００２２】この場合、この反射性保護層１４は、図３
に示したように、光反射層１３を覆うだけでもよく、或
いは図４に示すように、光反射層１３より大きく一側部
側に延出して光放射部１５を残すようにクラッド１１の
外面に形成してもよい。

【００２３】上記光伝送チューブ１は、上記モノマーを
含むコア形成用溶液中に上記散乱性粒子を分散させ、こ
れをクラッド１１を形成すべきクラッドチューブに入
れ、両端を封止した状態でクラッドチューブをほぼ３０
分〜４８時間水平に置いて、上記コア１２形成用溶液に
分散した粒子を沈降させる。また場合により、遠心分離
等を行ってもよい。その後、粒子が沈降した状態のまま
上記モノマーを重合、硬化することにより、この粒子か
らなる光反射層１３がクラッド１１とコア１２との間、
場合によっては更にコア表面からコア内部に若干侵入し
た状態に形成された光伝送チューブ１が得られるもので
ある。

【００２４】この場合、モノマーの重合法は特に制限さ
れないが、一般的にはｔ−ブチルヒドロパーオキサイ
ド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ラウロイルパーオ
キサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ジミリスチルパ
ーオキシジカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシアセテ
ート、ｔ−ブチルパーオキシ（２−エチルヘキサノエー
ト）、クミルパーオキシオクトエートなどの有機過酸化
物、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスシクロヘキ
サンニトリルなどのアゾ化合物等の重合開始剤を添加
し、５０〜１２０℃で１〜２０時間重合させる方法を採
用することができる。この際、上記クラッドチューブの
一端又は両端から上記コア形成用溶液を加圧しながら重
合することが、コアに気泡等を生じさせないことから推
奨される。

【００２５】光源２は、光伝送チューブ１の長さ方向の
少なくとも一端部に配設されており（この実施例では左
端部のみ）、ＬＥＤ（発光ダイオード）が使用されてい
る。この発光ダイオードの発光色は、赤、青、緑、黄、
橙、白等であるが、目的に応じて適宜選択使用すること
ができる。また、このＬＥＤの設置個数は、１個でもよ
いし、複数個設置して光量を増大させてもよい。この場
合、一方側端部から入射させてもよいし、両端部から入
射させてもよい。両端部から入射させれば、より均一に
高輝度に発光させることができる。また、このＬＥＤの
発光色についても同様であり、単色でもよいし、複数色
で発光させてもよい。このＬＥＤの発光方式は常時点灯
でも、点滅でもよい。

【００２６】なお、構造的には、光伝送チューブ１は、
一端部が適宜のコネクタ３に接着若しくは加締めによっ
て固定される。また、ＬＥＤを用いた光源２もコネクタ
３を介してこの光伝送チューブ１と一体に固定される。

【００２７】また、このような光伝送チューブの構造と
しては、この他に例えば図５に示すように、チューブ保
護の目的で、透明な樹脂パイプ１０Ａ等に挿入したり、
図６に示すように、光伝送チューブの保護と線条発光体
全体のシールのために、透明な熱収縮チューブ１０Ｂを
被せることも可能である。さらに、図７に示すように、
光伝送チューブ１の外周面の一部に、例えばステンレス
や金、銀などの金属材料を蒸着したり、スパッタリン
グ、メッキした反射テープを取り付けたり、反射塗料を
塗布したり、金属箔を設けたり、酸化チタンなどの反射
粒子をコーテイングしたり、顔料を含有したビニルテー
プを使用して光反射層１６を設けてもよい。また、図８
又は図９に示すように、光伝送チューブに固定用チャン
ネル１７又は１８を取り付けるとともに、このチャンネ
ル１７又は１８に反射機能（反射性保護層として機能す
る）を設けてもよい。このチャンネルには、アルミニュ
ム、ステンレス等の金属材料で形成したり、高反射性微
粒子（粉体）を充填・混練したプラスチック又はエラス
トマーを使用してもよい。

【００２８】コネクタ３は、筒状の本体がマイナス接点
３１を、また中心部に突出するプラグがプラス接点３２
を構成しており（いずれも良導体である金属であって、
一定の強度を有するものを使用）、これらの接点間はシ
ョートせぬように適宜の絶縁体３３（例えばゴム）で絶
縁（封止）されている。また、この絶縁体３３は、外部
から雨水の進入を阻止する防水材としても機能してい
る。なお、このコネクタ３のマイナス接点３１はＬＥＤ
２のマイナス端子２１に、またコネクタ３のプラス接点
３２はＬＥＤ２のプラス端子２２にそれぞれしっかりと
電気的に接続（例えば半田で）されている。

【００２９】ソケット４は、コネクタ３を差し込むこと
ができる略円筒状のものから構成されており、筒状の本
体がマイナス接点４１を、またこのマイナス接点４１に
絶縁体４３を介して内挿・固着されたリング体がプラス
接点４２を構成している。このソケット４のマイナス接
点４１はコネクタ３のマイナス接点３１と接触・導通し
てＬＥＤ２のマイナス端子２１と電気的接続が図られ、
またソケット４のプラス接点４２はコネクタ３のプラス
接点４２と接触・導通してＬＥＤ２のプラス端子２２と
電気的接続が図られる。また、このソケット４の各接点
は、それぞれ電源との配線がなされている。なお、この
ソケット４にコネクタ３を差し込むことによって、電気
的な接続を図るばかりでなく、機械的にも確実に固定さ
せるため、ソケット４とコネクタ３とは、接点どうしが
嵌合されるようになっている。

【００３０】従って、例えば予め多数のソケット４を光
源と電気的に接続しておけば、光伝送チューブ１と一体
のコネクタ３をこれらの各ソケット４にそれぞれ差し込
むだけで、簡単に多数の線状発光を行わせることができ
る。また、例えば図１０に示すように、各ソケット４ど
うしを物理的に接触させ（１箇所のソケット４のマイナ
ス側のみを電源５のマイナスに接続）てあれば、配線は
各ソケット４のプラス側のみわたりを取る（１箇所のソ
ケット４のプラス側のみを電源５のプラスに接続）だけ
でよい。また、故障時や別の発光色のものに交換するに
は、コネクタ３と一体の光源２や光伝送チューブ１をま
るごと交換して差し込み直せばよい。

【００３１】次に、この発明の他の実施例について説明
する。図１１及び図１２に示す第２実施例の線状発光体
ユニットは、発光手段である（光反射層を形成した）光
伝送チューブ１の両端に、光源２と、コネクタ３Ａ、３
Ｂとを有する。なお、光伝送チューブ１と、ソケット４
と、電源５とは先の第１実施例と同様のものであるが、
光伝送チューブ１の発光部位とならない裏面側には両側
の各同極接点どうしを電気的に接続する配線１９が一対
設けてある。

【００３２】コネクタ３Ａは先の第１実施例のものと同
様のもの（雄型コネクタ）であり、図１１において左端
部側に設置されており、コネクタ３Ｂに嵌合するように
なっている。

【００３３】コネクタ３Ｂは、図１３に示すように、コ
ネクタ３Ａのマイナス接点３１Ａに嵌合するマイナス接
点３１Ｂと、コネクタ３Ａのプラス接点３２Ａに嵌挿す
るプラス接点３２Ｂとを設けている（雌型コネクタ）。

【００３４】従って、この実施例では、線状発光体ユニ
ットの各コネクタ（即ち、雄型３Ａと雌型３Ｂ）の嵌合
によって、線状に連続的に接続させれば、図１４に示す
ように互いに電源５と並列に接続され、長尺のライン発
光を実現できる。

【００３５】次に、この発明に係る連結ブロックについ
て図１５を参照しながら説明する。この実施例の連結ブ
ロック６は、正六面体（立方体）の形状を有するもので
あり、５面（残りの１面には電源との接続用のケーブル
６０を接続してある）には先の第１実施例のソケット４
（図１参照）と同様の構成のものが一部埋設されてい
る。また、この連結ブロック６に使用する線状発光体と
しては、第１実施例のもの（図１に示す片側にコネクタ
を有するタイプ）が使用されている。

【００３６】この連結ブロック６は、絶縁体で形成され
ており、各面に設けたソケット４の各接点はそれぞれケ
ーブル６０と結線されている。また、この連結ブロック
としては、この６面体の他に、例えば正４面体、正８面
体、正１２面体、正２０面体等の正多面体やその他の多
面体等を形成してもよい。また、この実施例では、電源
を別に設けてケーブルで接続してあるが、バッテリ等を
内蔵したり、一部の面に太陽電池を貼着させてもよい。

【００３７】従って、この実施例によれば、図１６に示
すように、一つの連結ブロック６に最大５本もの線状発
光体ユニットを接続して発光させることができる。ま
た、例えば図１７に示すように、両側にコネクタ３Ａ
（雄型）を有する線状発光体ユニットを使用すれば、図
１８に示すように、線状発光体ユニットを立体的に多数
接続させることができる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
れば、線状発光用の光伝送チューブの端部に光源を備え
るとともに、この光源への電力供給用のコネクタを備
え、コネクタを電源側のソケットに着脱自在に嵌合する
ことによって各光伝送チューブを発光させるように構成
したから、多数箇所での発光を行う場合にも半田こてな
どを使用せずに極く簡単に線状発光体ユニットを設置・
接続できるとともに、小電力でも十分な側面発光が得ら
れ、しかもコンパクトで設置場所に制約が少なく手済
む。

【００３９】また、この発明によれば、少なくとも３個
以上の面数を有する立体であって、複数の線状発光体の
コネクタをまとめて取り付けてこれらの線状発光体への
給電を行う複数のソケットを前記各面に設けた連結ブロ
ックを使用すれば、各面のソケットに線状発光体ユニッ
トを差し込んで設置・接続できるから、文字等を表示す
るのに好適な各種形状での発光を自在に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る線状発光体ユニットを示す要部
断面図。

【図２】光伝送チューブを示す側断面図。

【図３】同縦断面図。

【図４】光伝送チューブの変形例を示す縦断面図。

【図５】光伝送チューブの他の変形例を示す説明図。

【図６】さらに光伝送チューブの他の変形例を示す説明
図。

【図７】反射性保護層を設けた光伝送チューブの縦断面
図。

【図８】チャンネルに取り付けた光伝送チューブ縦断面
図。

【図９】他のチャンネルに取り付けた光伝送チューブ縦
断面図。

【図１０】この発明に係る線状発光体ユニットの配線を
示す説明図。

【図１１】第２実施例を示す説明図。

【図１２】図１１におけるＡ−Ａ線断面図。

【図１３】コネクタの接続を示す断面図。

【図１４】同配線図。

【図１５】この発明に係る連結ブロックを示す説明図。

【図１６】線状発光体ユニットの接続状態を示す説明
図。

【図１７】線状発光体ユニットの変形例を示す説明図。

【図１８】図１７の線状発光体ユニットを接続した状態
を示す説明図。

【符号の説明】

１光伝送チューブ１１管状クラッド１２透明コア１３光反射層１４反射性保護層２光源３コネクタ４ソケット５連結ブロック

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】線状発光用の光伝送チューブの端部に光
源を備えるとともに、この光源への電力供給用のコネクタを備え、前記コネクタを電源側のソケットに着脱自在に嵌合する
ことによって前記各光伝送チューブを発光させるように
構成したことを特徴とする線状発光体ユニット。
【請求項２】コネクタを光伝送チューブの両端部に設
け、複数の光伝送チューブを互いに直列接続させたこと
を特徴とする請求項１に記載の線状発光体ユニット。
【請求項３】少なくとも３個以上の面数を有する立体
であって、複数の線状発光体のコネクタをまとめて取り付けてこれ
らの線状発光体への給電を行う複数のソケットを前記各
面に設けたことを特徴とする連結ブロック。