一体成形されたコネクタ―を有するＬＥＤライトストリップの自動製造システムおよび製造方法

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【発明の名称】	一体成形されたコネクタ―を有するＬＥＤライトストリップの自動製造システムおよび製造方法
【発明者】	【氏名】ジェイムスイーミストポウラス【氏名】トーマスエルガスタフソン
【要約】	【課題】機械的損傷や水の侵入から保護することのできるライトストリップ、およびその製造システムと製造方法を提供する。【解決手段】本発明のライトストリップは、複数のＬＥＤ回路とそれを取付けた基板とを有する。複数の母線が相互に一定距離をあけて設けられ、複数の電気回路と電気的に接続されている。合成樹脂材が複数の発光回路および基板の周囲に押出し成形され、母線や複数の発光回路を完全に覆って、保護機能を発揮するハウジングを形成している。また、一つの態様として、電気コネクタがライトストリップ内に一体的に内蔵され、別体のコネクタの使用を不要にしている。このライトストリップは低コストで製造され、また、水分の浸透を阻止し、それによってこのライトストリップのあらゆる態様および環境下での使用を可能としている。

【特許請求の範囲】
【請求項１】複数の発光回路が形成され、一定長さを有する基板と、基板上に一定間隔をあけて固着され、配列された複数の発光回路と電気的に接続されて発光回路の電流通路を形成する複数の母線と、前記基板と複数の母線の周囲に押出し成形されて該基板と複数の母線を完全に内蔵し、該基板と一体化して内部空間のない保護用のハウジングを形成する合成樹脂材と、によって一体成形されたライトストリップ。
【請求項２】請求項１に記載のライトストリップにおいて、基板と押出し成形される合成樹脂材とを、サーリン(Surlyn（登録商標）)、アイオノマー樹脂、高密度ポリエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリエステル、およびポリ塩化ビニルを含む材料から選択してなるライトストリップ。
【請求項３】請求項２に記載のライトストリップにおいて、基板と合成樹脂材とが同一の材料であり、合成樹脂材が基板の周囲に押出し成形された際に、基板が合成樹脂材に溶融されてなるライトストリップ。
【請求項４】請求項１に記載のライトストリップにおいて、複数の母線が、一定間隔をあけて基板に固着された第一母線および第二母線と、第一母線および第二母線との間に位置して基板に固着された第三母線および第四母線とで構成され、第三母線および第四母線が、第一母線および第二母線との間で分断されて、所定の回路を形成してなるライトストリップ。
【請求項５】請求項４に記載のライトストリップにおいて、複数の発光回路のそれぞれが、対二母線応する第および第三母線の一片に電気的に接続されてなるライトストリップ。
【請求項６】請求項５に記載のライトストリップにおいて、回路接続部材によって、第一母線、第二母線、第三母線および第四母線との間、および複数の発光回路間の電流通路を形成してなるライトストリップ。
【請求項７】請求項５に記載のライトストリップにおいて、複数の一体成形された実質的に同一であるそれぞれのライトストリップが、相互に電気的に接続してライトストリップの連続物を構成するものとしてなるライトストリップ。
【請求項８】請求項７に記載のライトストリップにおいて、複数のライトストリップのそれぞれに電気コネクタを一体成形し、その電気コネクタが、それぞれのライトストリップを相互に電気的に接続すると共に、その内の一つを発光電源に接続するものとしてなるライトストリップ。
【請求項９】請求項１に記載のライトストリップにおいて、複数の発光回路のそれぞれが、電気が供給されることによって発光するＬＥＤを少なくとも一つ備えてなるライトストリップ。
【請求項１０】請求項１に記載のライトストリップにおいて、同一のＬＥＤ回路をさらに複数連続して有してなるライトストリップ。
【請求項１１】請求項１に記載のライトストリップにおいて、第一母線に電気的に接続された第一電気コネクタと、第二母線に電気的に接続された第二電気コネクタとを具備し、この第一電気コネクタと第二電気コネクタは押出し成形された合成樹脂材内に内蔵されて第一ＬＥＤ回路を他の電気接続物に接続し、さらに、第一電気コネクタおよび第二電気コネクタに対応して設けられ、それらが属するＬＥＤ回路に、第一電気コネクタおよび第二電気コネクタと同じように、一体的に設けられてなるライトストリップ。
【請求項１２】請求項１１に記載のライトストリップにおいて、各ライトストリップは第一電気コネクタまたは第二電気コネクタに対応する複数のコネクタプラグを有し、各コネクタプラグは、ライトストリップが複数片に分断されて各分断されたライトストリップに電気ソケットが形成される際に除去されるものとしてなるライトストリップ。
【請求項１３】請求項１２に記載のライトストリップにおいて、各ライトストリップが、複数の電気ソケットのそれぞれに接続され、ライトストリップを他のライトストリップまたは発光電源に接続する複数のコネクタを有してなるライトストリップ。
【請求項１４】請求項１３に記載のライトストリップにおいて、各コネクタはコネクタプラグを有してなるライトストリップ。
【請求項１５】複数の発光回路が連続形成された長尺ストリップを供給する回路機構補助システムと、前記回路機構補助システムから複数の回路が連続形成されたストリップを受け入れ、その周囲に保護用の熱可塑性材製ハウジングを押出し成形する押出成形補助システムと、からなる一体成形されたライトストリップの製造システム。
【請求項１６】請求項１５に記載の製造システムにおいて、熱可塑性材製のハウジングは、複数の発光回路と一体化されて、その発光回路の周囲に連続的で内部空間のない保護層を形成するライトストリップの製造システム。
【請求項１７】請求項１５に記載の製造システムにおいて、さらに、回路機構補助システムから複数の発光回路が連続形成された長尺ストリップを受け入れ、その発光回路が正常であるかをその全体にわたって検査する品質管理補助システムと、回路機構補助システム、品質管理補助システムおよび押出成形補助システムの運転を制御し、また、連続的なハウジングおよび複数の回路が連続したストリップを、個々のライトストリップに切断する管理包装補助システムと、を設けてなるライトストリップの製造システム。
【請求項１８】請求項１５に記載の製造システムにおいて、管理包装補助システムは、ライトストリップの断面における最終検査を行う視覚センサーを有し、プログラム可能で、工程ライン上に位置する検知機を備えてなるライトストリップの製造システム。
【請求項１９】請求項１８に記載の製造システムにおいて、検知機は、情報リンクを介して押出成形補助システムに接続され、検知機で検査したライトストリップの欠陥に基づいて調整するための品質管理情報を、押出成形補助システムに送るライトストリップの製造システム。
【請求項２０】請求項１５に記載の製造システムにおいて、回路機構補助システムは、基板に積層された所定長さを有する複数の金属母線のコイルを備える第一機構と、複数の母線をはんだ付けする第二機構と、母線に打抜きや穴開け加工を施し、所定位置において分断する第三機構と、回路部品を母線の所定箇所に設置してこの回路部品を母線に接続して所定の回路を形成する第四機構と、を備えるライトストリップの製造システム。
【請求項２１】請求項１５に記載の製造システムにおいて、品質管理補助システムは、連続する複数の発光回路のストリップが所定の品質管理基準を満たすか否かを判断するロボットによる検査機構と、ロボットによる検査機構に接続され、この検査機構によって発見された発光回路の欠陥を補修する補修機構と、を備えるライトストリップの製造システム。
【請求項２２】請求項１５に記載の製造システムにおいて、さらに、品質管理補助システムと押出成形補助システムとの間に位置して、連続した複数の発光回路のストリップを、一定速度で、押出成形補助システムに供給するアキュムレーターを設けてなるライトストリップの製造システム。
【請求項２３】請求項１５に記載の製造システムにおいて、押出成形補助システムは、新たに押出成形が施されたライトストリップの緊張度を維持し、そのライトストリップを速度調節機構によって設定された速度で引っ張る引出し機を有してなるライトストリップの製造システム。
【請求項２４】請求項１５に記載の製造システムにおいて、さらに、全ての補助システムを制御するようにプログラムされたデータ処理装置を設けてなるライトストリップの製造システム。
【請求項２５】請求項１５に記載の製造システムにおいて、さらに、駆動切換えが可能な複数の巻取輪体の内の一つに、成形されたライトストリップを所定長さで連続的に巻き取る自動巻取り包装機構を設けてなるライトストリップの製造システム。
【請求項２６】第一母線および第二母線と、第一母線および第二母線とそれぞれ対をなして接続される第一電気コネクタおよび第二電気コネクタと、第一母線および第二母線とそれぞれ対をなして、第一電気コネクタおよび第二電気コネクタとは反対側に接続される第三電気コネクタおよび第四電気コネクタと、対向位置する第一電気コネクタと第三電気コネクタとを接続する第一コネクタプラグと、対向位置する第三電気コネクタと第四電気コネクタとを接続する第二コネクタプラグと、母線、電気コネクタおよびコネクタプラグを覆い囲んで水分の侵入を阻止する保護ハウジングを形成する押出成形材と、で構成され、第一コネクタプラグおよび第二コネクタプラグは、ライトストリップがこれらのコネクタプラグの部分で切断された際に取除かれて電気ソケットを形成する、一体成形され伝導性を有するライトストリップ。
【請求項２７】請求項２６に記載の伝導性のライトストリップにおいて、電気ソケットは、押出成形材に接着しない材料のソケットハウジングで形成されるライトストリップ。
【請求項２８】請求項２６に記載の伝導性のライトストリップにおいて、コネクタプラグはその中を通る伝導性材を有し、このコネクタプラグを伝導性のある電気コネクタとして機能させてなるライトストリップ。
【請求項２９】基板にはり付けられ、連続した所定長さの発光回路のストリップを押出成形機に供給し、その発光回路および基板の周囲に連続的に熱可塑性材を押出成形して、発光回路を湿気から防御し、内部空間のない保護ハウジングを形成してなる一体成形されたライトストリップの製造方法。
【請求項３０】請求項２９に記載の製造方法において、さらに、連続して隣接する発光回路の間の保護ハウジング部分を切断して、複数の別個のライトストリップを形成してなるライトストリップの製造方法。
【請求項３１】請求項２９に記載の製造方法において、熱可塑性材を連続的に押出成形する際において、その熱可塑性材を基板と同一材として、基板を押出成形された熱可塑性材と一体化してなるライトストリップの製造方法。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はライトストリップに関するもので、詳述すると、ＬＥＤを有する連続的なライトストリップを製造するシステムおよびその方法に関するものであり、これによって、製造コストを最小限に抑えることができ、また、使用者の要求に応じた規格に製造できるといった融通性のある機能を備えている。
【０００２】
【従来の技術】ＬＥＤライトストリップは、暗闇におけるあらゆる標識として使用される。このＬＥＤライトストリップは、比較的安価で、備え付けが容易であり、また、同じようなバルブやランプを基調とした標識よりも寿命が長い。
【０００３】ライトストリップはその態様にかかわらず、ライトストリップ内に設けられたＬＥＤおよびその回路を、ライトストリップにかかる過度の荷重に起因する損傷や水分の侵入から保護しなければならない。しかしながら、多くのＬＥＤ発光回路を収納している中空チューブ状物は、その発光回路等を、ライトストリップにかかる過度の荷重に起因する機械的な損傷から保護しているとは言えない。また、このチューブ状物は中空であるので、ＬＥＤや発光回路は水分の侵入によって損傷しやすい。その結果、こうした従来のライトストリップは、屋外での使用や悪天候下での使用、あるいは悪条件下での使用には適していない。
【０００４】また、他の従来技術として、通常のシートまたはハードラミネーション工程によってシールされた積層のエレクトロルミネセント（ＥＬ）ランプがある。このハードラミネーション工程によるものは、上層のフィルムが下層のフィルムに、高温かつ高圧力のローラーによって接着または溶着されることによってＥＬランプを層内に挟み込むものとしている。このようなＥＬランプのライトストリップは、前述した中空チューブ状物のものより、より長期にわたる保護を行うと共に、耐水性においてもより効果的である。
【０００５】しかしながら、水分が、溶着あるいは接着された複数層のシール部分からＥＬランプライトストリップの内部に侵入する。この傾向は、特に、このライトストリップが屋外で使用された場合や、接着あるいは溶着シール部分が時間の経過と共に劣化した場合に顕著である。さらに、ハードラミネーション工程は、ＬＥＤをシールするには不適当である。ＬＥＤは、平坦形状のＥＬランプより高さが大きいからである。また、複数層を接着あるいは溶着する高圧力ローラーが、ライトストリップ成形時に突出しているＬＥＤを破壊する危険も大きい。さらに、ライトストリップを接着あるいは溶着して成形する際の高温によって、ＬＥＤおよびその回路を熱によって損傷する危険性もある。
【０００６】こうした従来技術に係るライトストリップが有する問題点に鑑み、連続的な押出成形によって一体成形されるＬＥＤライトストリップが創案されてきた。このような一体成形されたライトストリップは単体物で内部空間が存在せず、よって発光回路等を、ライトストリップに過度にかかる荷重や水分の侵入からくる損傷から確実に保護することができる。こうした一体成形されたライトストリップは、例えば米国特許出願第０８／５２０２３７号の「ＬＥＤを有する一体成形された直線状ライトストリップ(Integrally Formed Liner Light StripWith Light Emitting Diodes）」でミシガン州デアボーンのスタンテック(StanTech)に譲渡された出願発明や、同０８／７０７２１２号の「ＬＥＤを有する一体成形された直線状ライトストリップ(Integrally Formed Liner Light StripWith Light Emitting Diodes）」で、同じくスタンテックに譲渡された出願発明によって開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記発明に係る一体成形されたＬＥＤライトストリップは、前述した問題を解決するものの、未だ改良の余地が残されている。特に、あらゆる条件のそれぞれに対応することができるようにプログラム化されたＬＥＤライトストリップの製造システムおよび製造方法の提供が望まれる。また、発光回路成形のための予備工程を必要とせず、よって自動製造システムによって製造され製造コストが最低限に抑えられたＬＥＤライトストリップの提供が望まれる。また、電気コネクタがライトストリップのそれぞれに一体的に成形され、よってこのライトストリップの製造および使用等における全体としてのコストおよび別体の通常の電気コネクタの必要性を最低限に抑えたＬＥＤライトストリップの提供も望まれる。さらに、基板に取付けられたＬＥＤ発光回路が、押出成形されたハウジングによって完全に内蔵され、これによって水分の侵入を確実に阻止し、その寿命を延ばすことのできる一体成形されたＬＥＤライトストリップの提供も望まれる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載の一体成形されたライトストリップは、複数の発光回路が形成され、一定長さを有する基板と、この基板上に一定間隔をあけて固着され、配列された複数の発光回路と電気的に接続されて発光回路の電流通路を形成する複数の母線と、基板と複数の母線の周囲に押出し成形されてその基板と複数の母線を完全に内蔵し、基板と一体化して内部空間のない保護用のハウジングを形成する合成樹脂材と、によって一体成形されている。
【０００９】また、請求項２に記載のライトストリップは、請求項１に記載の発明において、基板と押出し成形される合成樹脂材とを、サーリン(Surlyn（登録商標）)、アイオノマー樹脂、高密度ポリエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリエステル、およびポリ塩化ビニルを含む材料から選択してなる。
【００１０】請求項３に記載のライトストリップは、請求項２に記載の発明において、基板と合成樹脂材とが同一の材料であり、合成樹脂材が基板の周囲に押出し成形された際に、基板が合成樹脂材に溶融されるものである。
【００１１】請求項４に記載のライトストリップは、請求項１に記載の発明において、複数の母線が、一定間隔をあけて基板に固着された第一母線および第二母線と第一母線および第二母線との間に位置して基板に固着された第三母線および第四母線とで構成され第三母線および第四母線が、第一母線および第二母線との間で分断されて、所定の回路を形成してなるものである。
【００１２】請求項５に記載のライトストリップは、請求項４に記載の発明において、複数の発光回路のそれぞれが、対応する第二母線および第三母線の一片に電気的に接続されてなるものである。
【００１３】請求項６に記載のライトストリップは、請求項５に記載の発明において、回路接続部材によって、第一母線、第二母線、第三母線および第四母線との間、および複数の発光回路間の電流通路を形成してなる。
【００１４】請求項７に記載のライトストリップは、請求項５に記載の発明において、複数の一体成形された実質的に同一であるそれぞれのライトストリップが、相互に電気的に接続されてライトストリップの連続物を構成できるように設定されている。
【００１５】請求項８に記載のライトストリップは、請求項７に記載の発明において、複数のライトストリップの内のそれぞれに電気コネクタが一体成形され、その電気コネクタが、それぞれを相互に電気的に接続すると共に、その内の一つを発光電源に接続するものである。
【００１６】請求項９に記載のライトストリップは、請求項１に記載の発明において、複数の発光回路のそれぞれが、電気が供給されることによって発光するＬＥＤを少なくとも一つ備えてなる。
【００１７】請求項１０に記載のライトストリップは、請求項１に記載の発明において、同一のＬＥＤ回路をさらに複数連続して有するものである。
【００１８】請求項１１に記載のライトストリップは、請求項１に記載の発明において、第一母線に電気的に接続された第一電気コネクタと、第二母線に電気的に接続された第二電気コネクタとを具備し、この第一電気コネクタと第二電気コネクタは押出し成形された合成樹脂材内に内蔵されて第一ＬＥＤ回路を他の電気接続物に接続し、さらに、第一電気コネクタおよび第二電気コネクタに対応して設けられ、それらが属するＬＥＤ回路に、第一電気コネクタおよび第二電気コネクタと同じように、一体的に設けられてなる。
【００１９】請求項１２に記載のライトストリップは、請求項１１に記載のライトストリップにおいて、それぞれのライトストリップが第一電気コネクタまたは第二電気コネクタに対応する複数のコネクタプラグを有し、各コネクタプラグは、ライトストリップが複数に分断されて各分断されたライトストリップに電気ソケットが形成された際に除去されるものである。
【００２０】請求項１３に記載のライトストリップは、請求項１２に記載の発明において、各ライトストリップが、複数の電気ソケットのそれぞれに接続され、ライトストリップを他のライトストリップまたは発光電源に接続する複数のコネクタを有する。
【００２１】請求項１４に記載のライトストリップは、請求項１３に記載の発明において、各コネクタはコネクタプラグを有する。
【００２２】請求項１５に記載の一体成形されたライトストリップの製造システムは、複数の発光回路が連続した長尺状ストリップを供給する回路機構補助システムと、回路機構補助システムから複数の回路が連続したストリップを受け入れ、その周囲に保護用熱可塑性材製ハウジングを押出し成形する押出成形補助システムとからなる。
【００２３】請求項１６に記載のライトストリップの製造装置は、請求項１５に記載の発明において、熱可塑性材製のハウジングは、複数の発光回路と一体化されてその発光回路の周囲に連続的な内部空間のない保護層を形成するものである。
【００２４】請求項１７に記載のライトストリップの製造システムは、請求項１５に記載の発明において、さらに、回路機構補助システムから複数の回路機構が連続したストリップを受け入れ、その回路機構が正常であるかをその全体にわたって検査する品質管理補助システムと、回路機構補助システム、品質管理補助システムおよび押出成形補助システムの運転を制御し、また、連続的なハウジングおよび複数の回路が連続したストリップを個々のライトストリップの一片に切断する管理包装補助システムとを設けてなる。
【００２５】請求項１８に記載のライトストリップの製造システムは、請求項１５に記載の発明において、管理包装補助システムは、ライトストリップの断面における最終検査を行う視覚センサーを有する、プログラム可能で、工程ライン上に位置する検知機を備えるものである。
【００２６】請求項１９に記載のライトストリップの製造システムは、請求項１８に記載の発明において、検知機は、情報リンクを介して押出成形補助システムに接続され、この検知機が検査したライトストリップの欠陥に基づいて調整するための品質管理情報を、この押出成形補助システムに送るものである。
【００２７】請求項２０に記載のライトストリップの製造システムは、請求項１５に記載の発明において、回路機構補助システムは、基板に積層された所定長さを有する複数の金属母線のコイルを備える第一機構と、複数の母線をはんだ付けする第二機構と、母線に打抜きや穴開け加工を施し、所定位置において分断する第三機構と、回路部品を母線の所定箇所に設置してこの回路部品を母線に接続して所定の回路を形成する第四機構とを備える。
【００２８】請求項２１に記載のライトストリップの製造システムは、請求項１５に記載の発明において、品質管理補助システムは、連続する複数の発光回路が所定の品質管理基準を満たすか否かを判断すロボットによる検査機構と、ロボットによる検査機構と接続され、この検査機構によって発見された発光回路の欠陥を補修する補修機構とを備える。
【００２９】請求項２２に記載のライトストリップの製造システムは、請求項１５に記載の発明において、さらに、品質管理補助システムと押出成形補助システムとの間に位置して、連続した複数の発光回路を、一定速度で、押出成形補助システムに供給するアキュムレーターを設けてなる。
【００３０】請求項２３に記載のライトストリップの製造システムは、請求項１５に記載の発明において、押出成形補助システムは、新たに押出成形が施されたライトストリップの緊張度を維持し、そのライトストリップを速度調節機構によって設定された速度で引っ張る引出し機を有してなる。
【００３１】請求項２４に記載のライトストリップの製造システムは、請求項１５に記載の発明において、さらに、全ての補助システムを制御するようにプログラムされたデータ処理装置を設けてなる。
【００３２】請求項２５に記載のライトストリップの製造システムは、請求項１５に記載の発明において、さらに、駆動切換えが可能な複数の巻取輪体の内の一つに、成形されたライトストリップを所定長さ連続的に巻き取る自動巻取り包装機構を設けてなる。
【００３３】請求項２６に記載の一体成形され伝導性を有するライトストリップは、第一母線および第二母線と、第一母線および第二母線とそれぞれ対をなして接続される第一電気コネクタおよび第二電気コネクタと、第一母線および第二母線とそれぞれ対をなして、第一電気コネクタおよび第二電気コネクタとは反対側に接続される第三電気コネクタおよび第四電気コネクタと、対向位置する第一電気コネクタと第三電気コネクタとを接続する第一コネクタプラグと、対向位置する第三電気コネクタと第四電気コネクタとを接続する第二コネクタプラグと、母線、電気コネクタおよびコネクタプラグを覆い囲んで水分の侵入を阻止する保護ハウジングを形成する押出成形材と、で構成され、第一コネクタプラグおよび第二コネクタプラグは、ライトストリップがこれらのコネクタプラグの部分で切断された際に取除かれて電気ソケットを形成するものである。
【００３４】請求項２７に記載の伝導性のライトストリップは、請求項２６に記載の発明において、電気ソケットは、押出成形材に接着しない材料のソケットハウジングで形成されるものである。
【００３５】請求項２８に記載の伝導性を有するライトストリップは、請求項２６に記載の発明において、コネクタプラグはその中を通る伝導性材を有し、このコネクタプラグを伝導性のある電気コネクタとして機能させてなる。
【００３６】請求項２９に記載の一体成形されたライトストリップの製造方法は、基板にはり付けられ、連続した所定長さの発光回路を押出成形機に供給し、その発光回路および基板の周囲に連続的に熱可塑性材を押出成形して、発光回路を湿気から防御する、内部空間のない保護ハウジングを形成してなる。
【００３７】請求項３０に記載のライトストリップの製造方法は、請求項２９に記載の発明において、さらに、連続して隣接する発光回路の間の保護ハウジング部分を切断して、複数の別個のライトストリップを形成してなる。
【００３８】請求項３１に記載のライトストリップの製造方法は、請求項２９に記載のB発明において、熱可塑性材を連続的に押出成形する際において、その熱可塑性材を基板と同一材として、基板を押出成形された熱可塑性材と一体化してなるものである。
【００３９】このように、本発明は内部空間のない連続的に一体成形されたライトストリップを提供する。このライトストリップは、ＬＥＤ発光回路を備えた連続的に長い基板が、その基板と発光回路をハウジングによって内蔵する押出成形機に供給されて形成される。本発明に係るライトストリップは、コンピューターによって制御される方法およびシステムによって製造され、この方法およびシステムは、使用者の要求に対応してライトストリップの規格を自在に変更することのできる制御機能を有する。また、発光回路成形のための予備工程を必要とせず、自動製造システムによって製造されるので製造コストが最低限に抑えられる。また、電気コネクタがライトストリップのそれぞれに一体的に成形され、よってこのライトストリップの製造および使用等における全体としてのコストおよび別体の通常の電気コネクタの必要性を最低限に抑えられる。さらに、基板に取付けられたＬＥＤ発光回路が、押出成形されたハウジングによって完全に内蔵され、これによって水分の侵入を確実に阻止し、その寿命を延ばすことのできる一体成形されたＬＥＤライトストリップを提供することができる。
【００４０】具体的には、本発明は複数の発光回路を備え、基板を有し、連続的に一体成形されたライトストリップに関するものである。また、複数の母線が相互に一定距離をあけて設けられ、複数の電気回路と電気的に接続されている。合成樹脂材が複数の発光回路および基板の周囲に連続的に押出し成形され、母線や複数の発光回路を完全に覆って、保護機能を発揮するハウジングを形成している。
【００４１】本発明は、さらに、一体成形されたライトストリップを成形するシステムに関する。このシステムは、複数の発光回路が連続したものを供給する回路機構補助システムを備える。このシステムは、また、回路機構補助システムから連続的に位置する発光回路を受け入れ、その発光回路の周囲に保護ハウジングを押出成形する押出成形補助システムを備えている。
【００４２】本発明のこのような構成および作用効果を、以下に、図面を参照して詳述する。
【００４３】
【発明の実施の形態】図１において本発明の実施形態に係る連続直線状に形成されたＬＥＤライトストリップを符合１０で示す。このライトストリップはＬＥＤの電気回路１２を具備し、その電気回路１２は、全体が一体的な単体である熱可塑性材で内部に空間のないハウジング１３内に内蔵されている。熱可塑性材製のハウジング１３は、サーリン（Surlyn（登録商標）)、アイオノマー樹脂、高密度ポリエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリエステル、あるいはポリ塩化ビニル等の水分透過率の低い重合体材料で構成されている。この熱可塑性材は、電気回路１２の回りに押出されることによって、ストリップの内部には空間が形成されず、この押出成形された熱可塑性材製ハウジングはＬＥＤ回路１２を、ストリップに作用する大きな荷重による損傷や水分の侵入から保護する。
【００４４】以下に、さらに詳述するように、本発明のライトストリップ１０は、適用条件に対応して、その長さは適宜設定され、また、形状の異なるあらゆるＬＥＤ回路を、適宜内蔵し、他の単数または複数のライトストリップと連結される。
【００４５】図２は、図１に示すライトストリップを、ハウジングを部分的に取り去り、ＬＥＤ回路１２を露出させた状態で示す。図で示すように、ＬＥＤ回路１２は、後述する製造段階で基板１４上に据え付けられる。この基板は、サーリン（Surlyn（登録商標）)、アイオノマー樹脂、高密度ポリエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、あるいは他の水分透過率が低く、ハウジングと融合することのできる材料製のフィルムで構成するのが好ましい。この基板の材料は、ハウジングの熱可塑性材内に溶け込んで溶着する材料が好ましく、これによって、時間の経過に伴って基板が熱可塑製材製のハウジングから分離するのを極力避けることができる。
【００４６】ライトストリップは、その長手方向に沿って延びる連続的な母線１５ａ、１５ｂを有する。また、伝導性のある母線１５ｃ、１５が、ストリップの前記母線１５ａ、１５ｂの間で長手方向に沿って延びている。この母線１５ｃ、１５ｄは、非連続的な断片状に切断されている。電気抵抗器１７、ＬＥＤおよび電気コネクタ１６、１８が一方の母線１５ａ、１５ｂ間および他方の母線１５ｃ、１５ｄ間に接続され、図に示すように電気回路を形成している。電気抵抗器は、規格が例えば５１オームのものであり、また、ＬＥＤは、直流または交流の電源に対応するヒューレットパッカード社のＨＰＷＡ－ＭＬ００が好ましい。しかしながら、規格の異なる電気抵抗器や他のＬＥＤを、所望の入力電圧と稼働電流に対応して使用することができる。複数のＬＥＤと抵抗器が母線１５ａ～１５ｄに接続され、この母線を通じて遠隔位置する電源（図１３）からの電気がストリップに供給されると、ＬＥＤは、連続的、脈動的、追随的あるいは他の要求されるあらゆる形態で発光する。
【００４７】図３に、ライトストリップ１０の断面図を示す。本発明の一実施形態において、ライトストリップは長四角形状で、高さが０．４インチで幅が１．２５インチである。しかし、この寸法は用途に応じて異なる。
【００４８】図４は、図１に示すライトストリップを製造する総合システムの平面図である。この製造システム３０は、四つの主な補助システムから構成される。それらは、回路機構補助システム２２、品質管理補助システム２４、押出成形補助システム２６および管理包装補助システム２８である。各補助システムの構成を以下に説明する。
【００４９】回路機構補助システム２２について説明すると、このシステム２２は、基板１４に積層された母線１５ａ～１５ｄであるコイルを有する第一機構を備える。このコイルは、このシステム３０内での供給を容易にするために、３００フィート単位に区切られている。
【００５０】第二機構は第一機構に隣接して設けられ、レーザー式のはんだ付けシステムを有する。この第二機構では、第一機構から供給される母線がはんだで接合され、これによって連続的に延設された金属導線が第三機構３６に送られる。
【００５１】第三機構３６は、作業をプログラム化することのできる機能を有する打抜きシステムで、金属母線１５、１５ｄを打抜きあるいは穴開けして、その母線から所望の回路を形成する。特に、この第三機構３６は、所望の穴開けや切断をするようにプログラムされた三台のロボット３７、３８、３９を備えている。第一ロボット３７は、母線１５ａ～１５ｄの切断されるべき箇所にマークを記しており、それによってＬＥＤライトストリップが管理包装補助システムにおいてそれぞれの断片に切断される。第二ロボット３８は、中央に位置する母線１５ｃ、１５ｄの穴開けがプログラムされ、それによってＬＥＤライトストリップ内に所望の回路を形成している。
【００５２】第三ロボット３９は、母線１５ａ～１５ｄのＬＥＤおよび電気抵抗が設けられる箇所に穴開けを行う。この部分は、後の第四機構４０において電気接続される。
【００５３】第四機構４０は、プログラム化された把持および載置システムであり、ＬＥＤ、電気抵抗器および電気コネクタの供給を行う。この第四機構４０は、回路部品を母線の所望箇所に取付けて、その部品を母線に電気接続するようにプログラムされている。この第四機構４０には、母線に配置された回路部品をその母線に接合するために、はんだ付け機構を設けると良い。
【００５４】品質管理補助システム２４について説明すると、この中の第五機構５２はロボットによる視覚検査機を備え、ライトストリップの電気回路が所定の品質を具備しているかを、押出成形補助システム２６に送られる前に確認している。この検査機は、電流の流れ、回路に接続されたＬＥＤの運転機能、ＬＥＤ回路における回路故障等の所望の回路規格を検査する機能がプログラムされている。この機構は、さらに、使用者からの要請や電気規格に則った品質管理の要件に応じて他の特定の要求をプログラムすることができる。第五機構５２に隣接して補修機構５４が設けられている。この補修機構は品質管理補助システムの一つとして機能し、第五機構において発見された品質に関する問題を解決する。例えば、この補修機構５４はロボットで構成され、ＬＥＤ回路の損傷、回路部品取付けの緩み等を補修するはんだ付け機能を備えている。
【００５５】ＬＥＤライトストリップは、補修機構５４を通過した後、図５に示すアキュムレーター５８に供給される。図示したように、このアキュムレーターは、基板１４に接続されたＬＥＤ回路を、その基板に積層するように保持する機能を有する。このアキュムレーターは、回路の一部が回路機構補助システム２２および検査と補修のための品質管理補助システム２４に供給されている間に、回路の他の一部が補修機構５４から押出成形補助システム２６および管理包装補助システム２８に、速度を変えないで供給されることを可能としている。このアキュムレーター５８は、適度な緊張状態を回路に与え続け、回路と基板とがこのアキュムレーター内で重合する際にもつれ合うことがないようにしている。
【００５６】アキュムレーター５８から出た回路は、押出成形補助システム２６内の予熱機構６０に送られる。この予熱機構６０は、回路と基板を乾燥する機能を有する。回路と基板は、熱可塑性材製のハウジング内に内蔵されるに先立ちその水分を除去するために乾燥されると共に、金属母線がハウジングとより良好に溶着するように予熱される。予熱完了後、回路と基板の一体物はガイド機構６２へ供給され、そこから押出補助成形装置２６へ整列状態で供給される。押出成形機構６４は、回路および基板の周囲に熱可塑性材を押出してハウジングを形成するいわゆる通常の押出成形機と、型と、その他の関連部材を具備している。
【００５７】押出成形機構に隣接して、新しく一体的に製造されたＬＥＤライトストリップを冷却するための水槽が設けられている。引出し機７０が水槽６８の工程ライン下流に隣接して設けられ、ライトストリップの緊張度を維持している。この引出し機は、本発明システムにおいて設定された速度でライトストリップを引出すようにプログラムされている。
【００５８】管理包装補助システム２８について説明すると、プログラム化可能で工程ライン上に設けられた検知機７４が引出し機７０の工程ライン下流に隣接して設置されている。この検知機は赤外線センサー等の視覚機能を有し、ライトストリップの最終検査を行う。この視覚機能は、検知機に、ライトストリップの切断面を検査して高さや幅を調べ、このライトストリップが規定通り製造されているか否かを検査できる機能を与えている。この検査機は、情報伝達ラインを介して、品質管理情報を提供するために押出成形機構に接続され、押出成形機の調節ができるようにしている。プログラム入力できる部品（複数）のすべては、処理装置７６によって制御される。これは、インテル・ペンティアム（Intel Pentium（いずれも登録商標）)と、ウインドウズ（Windows）に基づく「オペレーターインターフェイス」とを備えたパソコンであることが好ましい。制御装置は、すべてのシステム操作を制御するために、視認できるベーシック（BASIC）言語またはＣプログラミング言語によってプログラムされる。
【００５９】検知機７４は、また、ライトストリップの、第一ロボット３７によって記された各単体毎に切断するためのマークを視覚によって検知することができるようにプログラムされている。このシステムの最終工程として、自動巻取り包装機構７８が設けられ、所望長さのＬＥＤライトストリップを連続的に巻き取っている。この自動巻取り包装機構７８は、後述するように、一定長さのライトストリップを巻取輪体８０、８２、８４に連続的に巻き取る。
【００６０】このシステムにおける運転は、まず、基板と母線との一体物がコイル（第一機構）３２からレーザーはんだ付け機構（第二機構）３４へ供給され、所定長さの各一体物がはんだ付けによって結合されて一本の連続する接続ストリップとなる。この一本の接続ストリップは、次に、プログラム可能な型機構（第三機構）３６へ送られ、そこで、ロボット３７～３９が打抜きおよび穴開け加工を行う。この基板と母線との接続ストリップは、続いて、プログラムされた把持および載置機構（第四機構）４０に送られ、そこで、ＬＥＤ、電気抵抗器あるいはジャンパー等の回路部品が取付けられる。電気部品の取付けが完了すると、この接続ストリップはロボットによる視覚検査機(第五機構）５２に送られ、その検査機が品質上の問題があるか否かを調べる。次に、補修機構５４が、視覚検査機（第五機構）５２によって発見された品質上の問題に対応した補修を行う。補修が完了し、運転可能状態となった回路を有するライトストリップは、アキュムレーター５８に供給される。
【００６１】ライトストリップは、アキュムレーターによって一定速度で引っ張られ、回路と基板を加熱し乾燥させる予熱機構６０へと送られる。加熱および乾燥工程が終了後、ライトストリップは押出成形機構６４へ送られ、そこで熱可塑性材製のハウジング内に内部空間が存在しない状態で内蔵される。このライトストリップがハウジング内に内蔵された後、この新たに成形されたライトストリップは水槽６８内で冷却され、引出し機７０によって水槽内から引出される。次に、プログラム化された製造工程ライン上に位置する検知機７４が、このライトストリップをプログラムによって設定された所定の長さに切断し、所定長さに切断された各ライトストリップは自動巻取り包装機構７８によって巻き取られて包装される。所定長さのライトストリップが複数の内の一つの巻取輪体（例えば巻取輪体８０）に巻き取られると、この自動巻取り包装機構は次の巻取輪体（例えば巻取輪体８２）を駆動させ、最初の巻取輪体での巻取りが完了次第、この次の巻取輪体での巻取りを行う。
【００６２】図６および図７に、本発明に係るライトストリップの第二実施形態および第三実施形態をそれぞれ符合９０および９１で示す。この第二実施形態のライトストリップ９０は、二本の母線１００ａ、１００ｂを具備する。また、第三実施形態のライトストリップ９１は、第一実施形態で示したライトストリップ１０と同様のＬＥＤおよびＬＥＤ回路を備える。しかし、これらのライトストリップ９０、９１は、電気コネクタ９２ａ～９２ｄ、９２ｅ～９２ｈをそれぞれ具備し、それらのコネクタはライトストリップに一体的に形成されており、よって通常市販されているコネクタを熱で差し込んだり、また、各ライトストリップの端部に接続する必要がない。こうした構造は、いくつかの所定長さを有するライトストリップを電気的に接続する場合において、その製造コストを最小限に抑え、また、製造システムの安定化の向上を図ることができる。第二実施形態のライトストリップ９０において、そのコネクタは、構造および機能において、第三実施形態のライトストリップ９１のコネクタと同一である。
【００６３】図６に示すように、電気コネクタ９２ａ～９２ｄは、それぞれ伝導部材９４ａ～９４ｄを備えている。一方の伝導部材９４ａ、９４ｃは一方の母線１００ａに電気的に固着あるいは接続され、また、他方の伝導部材９４ｂ、９４ｄは他方の母線１００ｂに電気的に固着あるいは接続されている。これら伝導部材９４ａ～９４ｄは、それぞれ母線から立設してコネクタハウジング９６ａ～９６ｄ内へ侵入して、図１０に示すように、コネクタハウジング９６ａ、９６ｃ内で電気コネクタピン９８ａ、９８ｃを構成している。
【００６４】図６および図９に示すように、電気コネクタ９２ａは、コネクタプラグ１０２ａを介して、電気コネクタ９２ｃに接続されている。同様に、電気コネクタ９４ｂは、コネクタプラグ１０２ｂを介して、電気コネクタ９４ｄに接続されている。コネクタプラグは、基板やその周囲に押出成形されたハウジング、あるいはコネクタプラグ自体が押出成形され囲っているコネクタピン等から容易に分離することのできる材料であるナイロンやポリエステル等で構成されている。図１０および図１１に示すように、ライトストリップが二つに切断された際に、コネクタプラグ１０２ａ、１０２ｂは取除かれ、各切断片に１０４ｃおよび１０４ｄで示すように、コネクタハウジング内に雄形のコネクタソケットが形成される。この雄形コネクタは、図１２および図１３の符合１０６で示すような通常の雌形コネクタと接続できる構造であるいわゆるバナナクリップやソケットプラグであり、それらはこのライトストリップを他のライトストリップや発光電源１０８に接続するために使用される。
【００６５】この態様にあっては、コネクタプラグは非伝導性であり、いったんライトストリップが切断されてコネクタプラグが二つに分断されてしまうと、再びライトストリップを接続する目的で使用されることはない。しかしながら、このコネクタプラグは伝導性材料で形成しても良いし、また図１４の符合１１０で示すように、その内部の長さ方向にわたって伝導性材料を通したものであっても良い。図１４に示すように、ライトストリップがコネクタハウジングの近傍あるいはそれに隣接して切断されると、プラグの両端部１０２ａ、１０２ｂは雌形ソケット１１６、１１８となり、その中に他のライトストリップのコネクタピンが接続されその伝導性材料との電気的接続が達成される。これにより、コネクタピンが隣接するライトストリップ同士を電気的に接続するために使用される。
【００６６】上記のライトストリップ９０は、前述したライトストリップ１０と同様の方法で製造される。しかし、電気コネクタはコネクタプラグと共に、また母線に固定される伝導性部品と共に、押出成形補助システムにおいてハウジングが押出成形によって基板の周囲に形成される前に、回路機構補助システム２２によって設置される。押出成形補助システムを通過した後は、電気コネクタおよびコネクタプラグはライトストリップ内に一体的に内蔵されている。そして、このライトストリップは、管理包装補助システムで所望数に分断され、コネクタプラグが除去される。このライトストリップは、また、そのコネクタプラグが位置する部分で切断されることができる。こうした構成は、ライトストリップとそれに内蔵されたコネクタプラグとで、コネクタの組付けとライトストリップの現場での取付けを容易なものとするので、従来技術と比較して優れている。
【００６７】前記したライトストリップのコネクタプラグは、所望の形状および大きさに設定することができる。従って、雄形コネクタソケットを、図１５の符合１２０で示すような長四角形のコネクタ１２０、図１６の符合１２２で示すような通常のダブルソケット、あるいは図１７の符合１２４で示すような複数ワイヤー・ケーブルコネクタのような異なる種類の雌形コネクタに対応させることができる。必要であれば、ライトストリップの端部に露出した母線をシールすることによってライトストリップの絶縁性を確実なものとすることができる。
【００６８】本発明に係るライトストリップは、それぞれの異なる使用形態に対応して異なる運転条件を取り入れることのできる製造システムによって製造することができる。このライトストリップ製造システムは、回路の組立て前工程を殆どあるいは全く必要としないので、製造コストを最低限に抑えることができる。ライトストリップの回路の規格は、所定の使用形態や必要性に応じて、ライトストリップ製造システムを変更することなく、変えることができる。さらに、この製造システムは、電気コネクタをライトストリップ内に一体的に内蔵したＬＥＤライトストリップを製造することができ、よって、別個の特に高価なコネクタをライトストリップを他のライトストリップや発光電源に接続するために使用する必要性を最低限に抑えている。本発明に係るライトストリップは、優れた接着性を発揮する材料で成形されており、よって、内蔵されたＬＥＤ回路は基板およびハウジングに固着して、水の侵入から確実に保護し、ライトストリップの寿命を延ばすことができている。
【００６９】上記の説明は、本発明の実施形態について述べたものであるが、本発明はこの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した内容から逸脱しない範囲を含むものである。本発明の他の具体的な構成および作用効果は、特許請求の範囲に記載の発明および前述の説明から、当業者にとっては明らかなものである。
【００７０】これまで説明した本発明は、一体成形されたライトストリップとその製造システムに関するものである。このライトストリップは、複数のＬＥＤ回路とそれを取付けた基板とを有する。複数の母線が相互に一定距離をあけて設けられ、複数の電気回路と電気的に接続されている。合成樹脂材が複数の発光回路および基板の周囲に押出し成形され、母線や複数の発光回路を完全に覆って、保護機能を発揮するハウジングを形成している。また、一つの態様として、電気コネクタがライトストリップ内に一体的に内蔵され、別体のコネクタの使用を不要にしている。このライトストリップは低コストで製造され、また、水分の浸透を阻止し、それによってこのライトストリップのあらゆる態様および環境下での使用を可能としている。

【出願人】	【識別番号】５９１０６９０１９【氏名又は名称】ザスタンダードプロダクツカンパニー【氏名又は名称原語表記】ＴＨＥＳＴＡＮＤＡＲＤＰＲＯＤＵＣＴＳＣＯＭＰＡＮＹ
【出願日】	平成１０年（１９９８）１０月２０日
【代理人】	【弁理士】【氏名又は名称】古田剛啓
【公開番号】	特開平１１－２７３４１９
【公開日】	平成１１年（１９９９）１０月８日
【出願番号】	特願平１０－２９７９０２