| 【発明の名称】 |
装飾電球装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】狩野 和博
【住所又は居所】東京都中央区八重洲１丁目８番１７号 富士化学工業株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】ある程度の大きさを持った形状全体が面的に光る光源を有する装飾電球装置で、長寿命と耐久性に優れ、屋外での使用にも耐える防水性を持った装飾電球装置を提供することにある。
【解決手段】合成樹脂製のベース部１に、抵抗５を実装し且つ所定位置に発光ダイオード６を接続したプリント配線基板２を定着し、そのプリント配線基板に電源コード４，４’を電気的に接続し、更に、前記ベース部１に前記発光ダイオードを覆うように硬質樹脂製の光拡散性キャップ３を嵌合した。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 合成樹脂製のベース部に、抵抗を実装し且つ所定位置に発光ダイオードを接続したプリント配線基板を定着し、そのプリント配線基板に電源コードを電気的に接続し、更に、前記ベース部に前記発光ダイオードを覆うように硬質樹脂製の光拡散性キャップを嵌合したことを特徴とする装飾電球装置。
【請求項２】 上記ベース部とプリント配線基板と光拡散性キャップとからなる発光体が、電源コードを介して所定間隔毎に接続されていることを特徴とする請求項１記載の装飾電球装置。
【請求項３】 上記ベース部に対する光拡散性キャップの嵌合部に防水手段が施されていることを特徴とする請求項１又は２記載の装飾電球装置。
【請求項４】 上記抵抗の抵抗値は、発光ダイオードが発光可能な印可電圧のばらつき幅と想定される印可電圧の変動幅の和に比べて、抵抗の両端電圧の方が十分大きくなるように設定されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の装飾電球装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は装飾電球装置に関し、詳しくはクリスマスツリーや街路樹を電飾する装置で、発光体として発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用した装飾電球装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の装飾電球装置は、小型白熱電球や発光ダイオード（ＬＥＤ）等の光源を電源コードに直接半田付けする固定タイプと、光源をソケットに対して着脱自在とした着脱タイプが存在する。着脱タイプは、ソケット内に電源コードを導入し、その電源コードの端部に圧着端子を取り付け、その圧着端子をソケットの内側に係着し、他方、光源は電球支持体に嵌合装着すると共に、該光源に接続されたリード線を電球支持体の外側に案内突出させ、電球支持体を前記ソケットに差し込むことで、圧着端子とリード線が接触し、電気的に接続されるように構成されている。
【０００３】又、上記光源は一般的に露出しており、その露出する光源に発光色を原発光色から他の色に変更するためのシリコンキャップ等を被せたものも存在する。しかし、小型白熱電球及び発光ダイオードの何れも点灯すると略点発光として見え、その輝きは鋭く、柔らかさに欠けるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、発光ダイオードは、発光可能な印可電圧の範囲は非常に狭い。ところが、通常利用可能な、例えば、ＡＣ１００Ｖ商用コンセントや自家発電機等の電源の出力電圧の変動幅は、発光ダイオードが発光可能な印可電圧の範囲に比べると非常に大きい。しかも、発光ダイオードの電圧対電流特性はばらつきがあり、従って、従来の装置では発光ダイオードに流れる電流を一定の範囲に収めるための専用の電源装置を設けるのが一般的である。
【０００５】又、電線やケーブルの電気導体部は、ある程度の抵抗を持っている。従って、電線やケーブルを流れる電流が大きくなれば、それだけ、電線やケーブルでの発熱や電圧低下が大きくなる。ここで、小型白熱電球や発光ダイオードを光源とする装飾電球装置の電気回路を図７について比較する。回路に接続された光源の合計数が同じであれば、電源電路を流れる電流は、図７（ａ）の電気回路が一番大きい。逆に、図７（ｂ）の電気回路は、電源電路を流れる電流は一番小さいが、接続された光源の数が多くなるとそれだけ高い電源電圧が必要になり、一箇所でも断線や球切れが生じると全ての光源が不点灯（消灯）となり、好ましくない。
【０００６】その為に、装飾電球装置では図７（ｃ）の電気回路がよく採用されている。ところで、図７（ｃ）の電気回路は、（Ｐ１、Ｐ２、…）や（Ｎ１、Ｎ２、…）のような電路の分岐点が存在する。この電路の分岐は、実際の装置では、光源のリード線と電源線を直接半田付け接続や、圧着端子に共締め圧着接続により行われている。しかし、前記した分岐接続する方法は、作業性が悪く、接続作業中に断線や短絡等の不良が発生しやすい。尚、図７（ｃ）の電気回路では、接続する光源の数が増えると、電源装置はより大きい電流を出力するため、電源装置内の電流制御素子は電力容量の大きなものとなり、発熱も大きくなることから、電源装置はコストアップ及び大型化する。又、同回路において、各分岐負荷ラインに直列接続される光源数は、電源装置の最大出力電圧によって制限される。
【０００７】従って、光源数が異なる複数種類の装飾電球装置がある場合、製品価格を安くすることを優先するために、■接続する光源が少ない装飾電球装置用に、電力容量が小さく安価な電源装置、■接続する光源が多い装飾電球装置用に、電力容量が大きく高価な電源装置、■接続する光源がもっと多い装飾電球装置用に、電力容量がもっと大きくもっと高価な電源装置、といったように複数種類の電源装置をラインアップするか、製品種類を少なくすることを優先するために、■接続する光源が多い装飾電球装置用に、電力容量が大きく高価な電源装置、■接続する光源が少ない装飾電球装置用でも、電力容量が大きく高価な電源装置、■接続する光源がもっと少ない装飾電球装置用でも、電力容量が大きく高価な電源装置、といったように、電源装置の価格アップを容認するかたちになる。因って、どちらにしても、都合が悪い。
【０００８】又、発光ダイオードを光拡散性合成樹脂でモールドし、全体が面的に光るようにしたものが提案（特許第２６５０８４０号）されている。しかし、モールド部材として熱可塑性及び熱硬化性樹脂を使用する場合、成形時にＬＥＤチップが高温にさらされる為、耐熱性能が十分高い発光ダイオードでなければ使用できず、不便である。更に、発光ダイオードをモールドする光拡散性合成樹脂として、二液硬化型を含む常温硬化型樹脂を用いた場合、樹脂が硬化し成形が完了するまでに時間がかかる。又、モールド用の光拡散性合成樹脂として、光硬化型樹脂で硬化時間が短いものを使用することが考えられるが、該樹脂は高価で実用的ではない。
【０００９】そこで、発光ダイオードの代わりに小型白熱電球を使用することで上記問題を回避することが考えられるが、小型白熱電球は発熱が大きいので、輝度を大きくすると発熱で合成樹脂が溶解してしまう場合がある。又、小型白熱電球は寿命が短く、しかも光拡散性合成樹脂でモールドされた電球は、球切れを起こしても交換することができないという問題点を有する。更に、看板等に使用されているサイン球は、衝撃によって容易に割れやすく、耐久性に欠け、寿命が短いという問題点を有する。
【００１０】本発明は上記した従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ある程度の大きさを持った形状全体が面的に光る光源を有する装飾電球装置で、長寿命と耐久性に優れ、屋外での使用にも耐える防水性を持った装飾電球装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために本発明が講じた技術的手段は、合成樹脂製のベース部に、抵抗を実装し且つ所定位置に発光ダイオードを接続したプリント配線基板を定着し、そのプリント配線基板に電源コードを電気的に接続し、更に、前記ベース部に前記発光ダイオードを覆うように硬質樹脂製の光拡散性キャップを嵌合した構成を特徴とする。上記発光ダイオードと抵抗の接続は直列回路とし、通電することでこの直列回路の両端に電圧が加わるようにしてある。上記光拡散性キャップを形成する樹脂としては、それ自身が半透明であって、光拡散性を有する樹脂、又は、それ自身は透明であるが、顔料を添加することで光拡散性を付与された樹脂があり、前者に該当する樹脂としては、例えば、ポリプロピレンやポリエチレン等が挙げられ、後者に該当する樹脂としては、例えばポリカーボネートやアクリル等が挙げられる。
【００１２】上記電流制御用抵抗の抵抗値は、発光ダイオードが発光可能な印可電圧のばらつき幅と、想定される印可電圧の変動幅の和に比べて、抵抗の両端電圧の方が十分大きくなるように抵抗値が設定されている。それにより、発光ダイオードが発光可能な印可電圧がばらついていたり、印可電圧に変動があっても、発光ダイオードに流れる電流のばらつきや変動を一定の範囲に収めることが出来る。
【００１３】又、上記ベース部と光拡散性キャップとの嵌合（内嵌め、外嵌め）部分には、防水手段を施して屋外での使用に耐え得るようにしてもよい。内嵌めタイプの防水手段としては、ベース部のキャップ挿入口の径を、キャップ部の外径よりも該キャップ部を挿入可能な程度に僅かに小さくし、挿入されたキャップ部が外側からキャップ挿入口により締め付けられるようにする。外嵌めタイプの防水手段としては、ベース部に形成したキャップ嵌合部の外側に突条を形成し、光拡散性キャップを前記キャップ嵌合部に嵌めた時、該キャップの内面で前記突条が圧縮され、防水性が発揮されるようにしてもよい。
【００１４】又、上記ベース部とプリント配線基板と光拡散性キャップとからなる発光体は、電源コードを介して所定間隔毎に接続されている。更に、プリント配線基板に施す配線パターンは任意で、配線パターンにより電路の分岐を行うことができる。また、ベース部にプリント配線基板を定着する方法は、ベース部の成形時に金型にセットして一体化する方法、或いはベース部を二分割構造としてプリント配線基板を挾着し、組立後、ベース部を一体化する方法等何れでもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。図１は、発光体を構成するベース部に対する光拡散性キャップの嵌合形式が内嵌め形式である装飾電球装置を示し、図中、１は軟質合成樹脂材で成形したベース部、２はプリント配線基板、３は光拡散性キャップ、４，４’は電源コードである。
【００１６】ベース部１の内部にプリント配線基板２を定着保持する手段は、先ずプリント配線基板２に、電源コード４，４’及び抵抗５を半田付け接続し、それをベース部１の成形金型に、該プリント配線基板２における発光ダイオード６の取付面が成形樹脂で被覆されないようにセットし、成形金型に樹脂を注入してベース部１を成形することで、プリント配線基板２を一体に収容保持する。そして、前記プリント配線基板２の上部にはキャップ挿入口１ａが一体に形成されている。このベース部１は、射出成形法やブロー成形法等で成形することができ、それにより、安価な樹脂を用いて生産スピードも早く成形することが出来る。
【００１７】又、ベース部１の上方に突出するキャップ挿入口１ａは、上端側の内径を後述する光拡散性キャップ３の外径より僅かに小さく形成し、キャップを挿入装着する時上端開口部を拡開しながら入り、挿入された後は光拡散性キャップの外周面に密着して防水性を発揮するように構成されている。更に、キャップ挿入口１ａの下部内面には環状溝７を形成し、光拡散性キャップ３の下部外周面に形成した係合突条８が係着して、光拡散性キャップ３の嵌合位置決めと該キャップ３の脱落を防止するようにしてある。
【００１８】プリント配線基板２は、絶縁基板２ａに配線パターンがプリントされ、その配線パターンに抵抗５が実装されると共に、該絶縁基板２ａの表側に発光ダイオード６が前記抵抗５と直列に接続されている。絶縁基板２ａに形成する配線パターンは、図３に示すように抵抗５と発光ダイオード６を直列に電気配線するように配線し、両端に電源コードを接続するように構成されている。又、上記配線パターンは、電源線の導入も含めて図４に示すように前記抵抗５と発光ダイオード６の直列パターンの他に、直結パターン２ｂ，２ｂ’を形成してもよい。
【００１９】光拡散性キャップ３は、硬質の合成樹脂材を用いて帽筒状に形成され、下部外周面には係合突条８が突出形成されて、ベース部１のキャップ挿入口１ａの環状溝７に係着するようにしてある。又、このキャップ３は射出成形法、ブロー成形法等で成形することが出来る。この光拡散性合成樹脂としては、それ自身が半透明であって、光拡散性を有する樹脂、例えば、ポリプロピレンやポリエチレンが使用できる。又、それ自身は透明であるが、顔料を添加することで光拡散性が付与される樹脂、例えば、ポリカーボネートやアクリル樹脂等を使用できる。記ベース部１に引き込む電源コード４，４’は多芯ケーブルでも、複数本の電線でもよい。
【００２０】図２は、発光体を構成するベース部に対する光拡散性キャップの嵌合形式が外嵌め形式である装飾電球装置を示し、ベース部１’内のプリント配線基板２の上方にキャップ嵌合部１ｂが筒状に突出形成され、且つそのキャップ嵌合部１ｂの外周面に突条９が環状に形成されている。他方、光拡散性キャップ３’は、内部に発光ダイオード６が入る凹部１０が形成されており、このキャップ３’を前記キャップ嵌合部１ｂに被せることで、突条９がキャップ内面で押し潰され、防水効果を発揮すると共に、光拡散性キャップ３’の脱落を防止する。
【００２１】上記の如く構成した発光体Ａは、図５に示すように所定長さの電源コード４，４’を介して直列に配線接続され、装飾電球装置が構成される。この時、各発光体Ａにはプリント配線基板２が内蔵され、そこに電気配線が接続されている為、図６に示すように、プリント配線基板２の配線パターン（ＰＣＢＡ、ＰＣＢＣ）により、電路の分岐を行うことが出来る。図６は、４個の発光体で単位ブロック（ブロック１、ブロック２、ブロック３）を構成し、各ブロックは上記した配線パターン（ＰＣＢＡ、ＰＣＢＣ）の間にＰＣＢＢの配線パターンを組み合わせて構成されている。従って、各ブロック間のポイントＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、…は切断可能ポイントとなる。又、各ブロック内の配線パターン（ＰＣＢＢ）の接続個数は図示の２個に限定されるものではなく、何個でもよいものである。図中、Ｘは電源電路、Ｙは負荷電路、Ｚはアース電路である。尚、交流電源を使用する場合は、専用の電源装置ではないが、ブリッジダイオードを入れて全波整流することで、発光ダイオードの光を明るくすることが出来る。
【００２２】
【発明の効果】本発明の装飾電球装置は請求項１に記載の構成により、発光体の電気回路を簡単に構成することが出来ると共に、発光ダイオードの長所を有しながら、専用の電源装置を設ける必要が無い。しかも、電路の分岐点があっても、製造時の作業性が悪くなることはなく、短絡不良の発生を防止できる。因って、ある程度の大きさを持った形状全体が面的に光る光源を有し、長寿命と耐久性に優れた電飾装置を提供することができる。又、請求項３に記載に構成により、防水性が発揮される為、屋外での使用に耐え得る装飾電球装置を提供できる。更に、請求項４に記載の構成により、発光ダイオードが発光可能な印可電圧がばらついていたり、印可電圧に変動があっても、発光ダイオードに流れる電流のばらつきや変動を一定の範囲に収めることが出来る。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５０１３７９３２８
【氏名又は名称】富士化学工業株式会社
【住所又は居所】東京都中央区八重洲１丁目８番１７号
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| 【出願日】 |
平成１３年９月２７日（２００１．９．２７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１０９９５５
【弁理士】
【氏名又は名称】細井 貞行 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００３−１０９４０３（Ｐ２００３−１０９４０３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年４月１１日（２００３．４．１１） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−２９６６２０（Ｐ２００１−２９６６２０） |
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