特許 7535331 テープライト

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-07

(45)【発行日】2024-08-16

(54)【発明の名称】テープライト

(51)【国際特許分類】

   F21S 4/26 20160101AFI20240808BHJP

   F21Y 107/70 20160101ALN20240808BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20240808BHJP

【ＦＩ】

F21S4/26

F21Y107:70

F21Y115:10

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2023017863

(22)【出願日】2023-02-08

(62)【分割の表示】P 2019039451の分割

【原出願日】2019-03-05

(65)【公開番号】P2023053063

(43)【公開日】2023-04-12

【審査請求日】2023-02-08

(73)【特許権者】

【識別番号】514253312

【氏名又は名称】トライト株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000235

【氏名又は名称】弁理士法人 天城国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山田 康生

【審査官】山崎 晶

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１９５２０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２１２９５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１４９２８８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２１Ｓ ４／２６

Ｆ２１Ｙ １０７／７０

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

配線部と、前記配線部の外縁に設けられる複数の突出部と、を有するフレキシブル基板と、
前記突出部それぞれに設けられる光源と、
前記フレキシブル基板を支持する支持部材と、
前記支持部材から突出する突起部と、
前記フレキシブル基板と前記支持部材を被覆するチューブと、
を備え、
前記突起部が前記チューブの内壁面に当接し、
前記フレキシブル基板と前記支持部材とを接着固定し、
前記支持部材は、内部が中空の部材であるテープライト。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、テープライトに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、消費電力が比較的少ないＬＥＤ（Light Emitting Diode）が光源として注目されている。ＬＥＤは、小型で発熱量が少なく、応答性もよい。このため、ＬＥＤは、イルミネーションなどにも利用されている。

【0003】

イルミネーションには、数メートルにわたって等間隔に配列された複数のＬＥＤを備えるテープライトが用いられることがある。テープライトは、帯状のフレキシブル基板と、フレキシブル基板に実装された複数のＬＥＤとを備える。この種のテープライトでは、ＬＥＤからの光が基板に直交する方向へ射出される。そのため、テープライトが湾曲すると、各ＬＥＤからの光の照射方向が、テープライトの湾曲度合に応じてばらついてしまう。したがって、この種のテープライトは、ビルの壁面などの二次元平面に用いるときなどには、湾曲させることが困難であった。

【0004】

そこで、ＬＥＤの光軸を中心に湾曲させることが可能なテープライトが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されるテープライトでは、光軸がフレキシブル基板に平行になるように、複数のＬＥＤそれぞれが、上記フレキシブル基板に装着される。これによって、フレキシブル基板が湾曲しても、ＬＥＤそれぞれの光軸は相互に平行になるように維持される。そのため、当該テープライトは、二次元平面に湾曲させた状態で配置しても、ＬＥＤそれぞれからの光は、二次元平面に直交する方向へ射出される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１８－０１８７１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

引用文献１に開示されたテープライトでは、湾曲された状態で二次元平面に配置されたときにも、当該二次元平面に直交する方向へ光が射出される。そのため、曲線からなる文字や図柄などの鮮明なパターンを、二次元平面に形成することができる。しかしながら、従来のテープライトでは、各ＬＥＤの姿勢にばらつきが生じ、ＬＥＤそれぞれの間で光軸が相互に平行にならないことが考えられる。

【0007】

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、複数の光源の姿勢を一定に維持することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するため、本実施形態に係るテープライトは、配線部と、前記配線部の外縁に設けられる複数の突出部と、を有するフレキシブル基板と、前記突出部それぞれに設けられる光源と、可撓性を有し、前記配線部と前記突出部とが所定の角度となるように、前記フレキシブル基板を支持する支持部材と、前記支持部材と前記支持部材を被覆するチューブと、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】テープライトの側面図である。

【図2】テープライトの斜視図である。

【図3】図２におけるＡＡ’断面を示す断面図である。

【図4】フレキシブル基板の製法を示すための図である。

【図5】フレキシブル基板の製法を示すための図である。

【図6】フレキシブル基板の製法を示すための図である。

【図7】支持部材を示す斜視図である。

【図8】フレキシブル基板が装着された支持部材を示す斜視図である。

【図9】チューブを示す斜視図である。

【図10】テープライトの変形例を示す斜視図である。

【図11】図１０におけるＢＢ’断面を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して、本実施形態に係るテープライトについて説明する。説明にあたっては、相互に直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなるＸＹＺ座標系を適宜用いる。

【0011】

図１は、本実施形態に係るテープライトの側面図である。テープライト１は、Ｘ軸方向を長手方向とするチューブ１０と、チューブ１０の内部に収容されるフレキシブル基板３０などを備えている。

【0012】

図２は、テープライト１の一部分を示す斜視図である。図２に示されるように、テープライト１は、チューブ１０と、支持部材２０と、フレキシブル基板３０と、複数の発光素子４０と、複数の電子部品５０などから構成される。

【0013】

チューブ１０は、長手方向をＸ軸方向とする内部が中空の部材である。チューブ１０は、可撓性を有する透明又は半透明のシリコンなどの樹脂からなる。チューブ１０は、上面が上方に突出する湾曲面となるように整形されている。チューブ１０は、Ｙ軸方向の寸法が１０ｍｍ程度であり、Ｚ軸方向の寸法が１３ｍｍ程度である。

【0014】

図３は、図２におけるＡＡ’断面を示す断面図である。図３に示されるように、支持部材２０は、Ｘ軸方向を長手方向とする内部が中空の部材である。支持部材２０は、可撓性を有する透明又は半透明のシリコンなどの樹脂からなる。支持部材２０は、ＹＺ断面がＺ軸方向を長手方向とする長方形となるように整形されている。そして、支持部材２０の－Ｙ側の側面の下端外縁には、－Ｙ方向に突出する突起部２２が形成されている。支持部材２０の下面のＹ軸方向の寸法は６ｍｍ程度であり、Ｚ軸方向の寸法は８ｍｍ程度である。また、支持部材２０の上面のＹ軸方向の寸法は４ｍｍ程度である。

【0015】

支持部材２０は、チューブ１０の内部で弾性変形しており、突起部２２と＋Ｙ側の側面がチューブ１０の内壁面に当接することで、チューブ１０に対して位置決めされている。図３に示されるように、チューブ１０の内部空間は、支持部材２０の内部空間と、支持部材２０の外壁面とチューブ１０の内壁面とによって規定される空間Ｃに２分される。

【0016】

図２に示されるように、フレキシブル基板３０は、可撓性を有し、長手方向をＸ軸方向とする帯状の基板である。フレキシブル基板３０は、例えば、ベース材となるポリイミドと、ポリイミドの表面に形成された導体層と、導体層を被覆するカバーレイなどからなるプリント配線基板である。フレキシブル基板３０は、配線部３１と、複数の矩形部３２から構成される。

【0017】

図１及び図２に示されるように、フレキシブル基板３０の配線部には、導体層が露出する４つの露出部６０が所定のピッチで形成されている。フレキシブル基板３０は、例えば、図２に示されるように、４つの露出部６０のうちＺ軸方向に並ぶ２つの露出部が残るように切断したときに、当該露出部６０に電気配線を接続したり、他のフレキシブル基板３０を電気的に接続する際に用いられる。

【0018】

配線部３１は、長手方向をＸ軸方向とし、図３に示されるように、支持部材２０の－Ｙ側の面に、接着部材７０によって、接着されている。また、矩形部３２は、配線部３１に対して直角に折り曲げられ、支持部材２０の＋Ｚ側の面に載置されている。

【0019】

図２に示されるように、複数の矩形部３２は、配線部３１の外縁に沿って等間隔に設けられている。例えば、矩形部３２のＸ軸方向の幅は、矩形部３２の配列ピッチの１／２に等しい。

【0020】

発光素子４０は、光源となる正方形板状のＬＥＤチップである。図３に示されるように、発光素子４０は、チューブ１０の内部の空間Ｃに設けられる。発光素子４０は、矩形部３２の実装面３２ａに実装される。

【0021】

電子部品５０は、例えばコンデンサや抵抗などの素子である。電子部品５０は、配線部３１の実装面３１ａに実装される。

【0022】

次に、テープライト１の製造方法について説明する。図４乃至図６は、フレキシブル基板３０の製造方法を説明するための図である。

【0023】

図４には、基板３００が示されている。まず、基板３００を準備する。基板３００は、フレキシブル基板３０を切り出すための可撓性のある配線基板である。基板３００には、フレキシブル基板３０の配線に応じて、導体層が形成されている。なお、図４に示される基板３００は、４つのフレキシブル基板３０を切り出すことが可能なサイズの配線基板であるが、実際は、図４に示されるフレキシブル基板３０より長く、３つ以上のフレキシブル基板３０を切り出すことができる程度の大きさである。基板３００では、露出部６０や発光素子４０及び電子部品５０が実装されるところに、導体層が露出する開口が形成されている。

【0024】

次に、図４に示されるように、基板３００へ、複数の発光素子４０と、複数の電子部品５０を実装する。発光素子４０及び電子部品５０の実装には、例えば、クリーム半田を用いたリフロー実装が行われる。また、フレキシブル基板３０の外縁に対応する第１のミシン目３１０および第２のミシン目３２０を形成する。

【0025】

図５は、図４に示される基板３００の拡大図である。基板３００には複数の第１のミシン目３１０および第２のミシン目３２０が形成されている。第１のミシン目３１０は、横方向に並ぶ電子部品５０の２つの列の中間に設けられている。第２のミシン目３２０は、一列に並んでいる発光素子４０の間を縫うようにジグザグに設けられている。

【0026】

第２のミシン目３２０は、複数のミシン目３２１、３２２、３２３からなる。ミシン目３２１は、隣り合う発光素子４０の間に形成されている。ミシン目３２２，３２３は、一列に並ぶ発光素子４０に沿って形成されている。ミシン目３２２とミシン目３２３は、ミシン目３２１を介して接続されている。

【0027】

図６は、第１のミシン目３１０および第２のミシン目３２０に沿って分離された基板３００を示す。基板３００を第１のミシン目３１０に沿って２つに分離する。次に、２つに分離された基板３００を第２のミシン目３２０に沿って分離する。これにより、基板３００から４つのフレキシブル基板３０が切り出される。

【0028】

切り出されたフレキシブル基板３０は、製造するテープライト１の長さに応じて、相互に接続したり、切断することができる。フレキシブル基板３０の接続には、フレキシブル基板３０に設けられた露出部６０が用いられる。

【0029】

図７は、支持部材２０を示す斜視図である。支持部材２０は、押出成形により形成される。具体的には、まず、図３に示される支持部材２０の断面形状の開口を有する金型を押出成形機に装着する。金型の装着された押出成形機により、架橋されていない粘土状のシリコンを常温で押し出す。架橋されていない粘土状のシリコンは、混練機により、シリコン材を１０回以上混練することで生成される。

【0030】

押し出されたシリコンは、四角筒形状に成形される。押し出されたシリコンを、炉に入れて１８０℃で加熱する。加熱されたシリコンは、架橋されてシリコンゴムとなり、透明なシリコンゴムからなる支持部材２０が完成する。

【0031】

図８は、フレキシブル基板３０が装着された支持部材２０を示す斜視図である。製造した支持部材２０の表面にシリコン粘着剤を塗布する。そして、支持部材２０の－Ｙ側の面に、接着部材７０を接着する。接着部材７０は、厚さ０．１５ｍｍ、幅５ｍｍ、長さ３ｍの両面テープである。本実施形態に係る接着部材７０は両面テープであるが、これに限らず、接着部材７０は、フレキシブル基板３０の位置を固定できるものであればよい。また、接着部材７０を設けなくてもよい。

【0032】

支持部材２０に接するように、フレキシブル基板３０の配線部３１を配置する。配線部３１は、フレキシブル基板３０の矩形部３２が＋Ｚ側に突出するように配置する。次に、フレキシブル基板３０の矩形部３２を、配線部３１との境界から折り曲げる。これにより、矩形部３２は、支持部材２０の上面によって水平に支持された状態になる。配線部３１は、フレキシブル基板３０の位置を固定するために、接着部材７０に接着される。これに限らず、フレキシブル基板３０の位置が固定されればよく、例えば、支持部材２０にフレキシブル基板３０の配線部３１と矩形部３２との折れ曲がり部分を引っ掛けることにより、フレキシブル基板３０の位置が固定されてもよい。また、支持部材２０に係止突起が設けられ、係止突起にフレキシブル基板３０を係止することにより、フレキシブル基板３０の位置が固定されてもよい。

【0033】

図９は、チューブ１０を示す斜視図である。次に、チューブ１０を、押出成形により形成する。具体的には、図３に示されるチューブ１０の断面の外縁と同形の外型を押出成形機に装着する。そして、図３に示されるチューブ１０の断面形状の内縁と同形の内型を押出成形機に装着する。

【0034】

次に、図８に示されるフレキシブル基板３０を装着した支持部材２０を、内型から引き出すとともに、内型および外型の装着された押出成形機により、架橋されていない粘土状のシリコンを押し出す。これにより、支持部材２０が内部に挿入された、架橋されていないシリコンからなるチューブ１０が形成される。

【0035】

次に、チューブ１０を、炉に入れて１８０℃で加熱する。これによりチューブ１０を構成するシリコンは、架橋されてシリコンゴムとなる、テープライト１が完成する。

【0036】

以上説明したように、本実施形態に係るテープライト１のフレキシブル基板３０の配線部３１は、可撓性を有する支持部材２０に接着される。そして、発光素子４０が実装される矩形部３２それぞれが、支持部材２０の上面に支持される。そのため、テープライト１を曲げても、矩形部３２が、支持部材２０の上面に沿って配置され、結果的に、発光素子４０も支持部材２０の上面に沿って姿勢がばらつくことなく整列する。したがって、テープライト１を湾曲させて発光素子４０の光軸は相互に平行になった状態が維持される。

【0037】

また、本実施形態に係るテープライト１は、チューブ１０の内部に支持部材２０が挿入された二重構造となっている。このため、チューブ１０を湾曲させたときに、チューブ１０がつぶれて折れ曲がることがない。したがって、発光素子４０の姿勢をばらつきなく維持することが可能となる。

【0038】

テープライト１は、支持部材２０の弾性力により、支持部材２０により支持されたフレキシブル基板３０の形状を元の形状に戻そうとする力が働く。このため、テープライト１を再利用するとき、フレキシブル基板３０の形状が元の形状に戻る。したがって、発光素子４０の姿勢をばらつきなく維持することが可能となる。

【0039】

また、フレキシブル基板３０の複数の矩形部３２は、配線部３１との境界から折り曲げられ、支持部材２０の上面によって支持されている。このため、チューブ１０を湾曲させたときに、チューブ１０が変形して矩形部３２が配線部３１に対して鋭角に折り曲げられても、支持部材２０の弾性力により、矩形部３２が配線部３１に対して鋭角に折り曲げられた状態に戻る。したがって、発光素子４０の姿勢をばらつきなく維持することが可能となる。

【0040】

さらに、チューブ１０の内壁面が、支持部材２０の突起部２２に支持されているため、テープライト１が曲げられた場合にも、空間Ｃが潰れにくい。そのため、フレキシブル基板３０が、チューブ１０の内壁面と接触しにくくなる。したがって、発光素子４０の姿勢をばらつきなく維持することが可能となる。

【0041】

上記実施形態では、支持部材２０の突起部２２が、１つ形成されている場合について説明した。これに限らず、支持部材２０には、複数の突起部が形成されていてもよい。以下、テープライト１の変形例について説明する。なお、上記実施形態と同一又は同等の構成については、同等の符号を用いるとともに、その説明を省略する。

【0042】

図１０および１１は、本実施形態に係るテープライト１の変形例を示す図である。図１０は、テープライト１の変形例を示す斜視図である。テープライト１の変形例は、チューブ１００と、支持部材２００とを備える。

【0043】

図１１は、図１０におけるＢＢ’断面を示す断面図である。チューブ１００は、長手方向をＸ軸方向とする内部が中空の部材である。チューブ１００は、可撓性を有する透明又は半透明のシリコンなどの樹脂からなる。チューブ１００は、上面が緩やかに上方に突出する湾曲面となるように整形されている。チューブ１００のＹ軸方向の両端部には、チューブ１００の＋Ｚ側端部に沿って、Ｘ軸方向を長手方向とする溝が設けられている。チューブ１００は、Ｙ軸方向の寸法が１０ｍｍ程度であり、Ｚ軸方向の寸法が１３ｍｍ程度である。

【0044】

図１０に示されるように、支持部材２００は、Ｘ軸方向を長手方向とする内部が中空の部材である。支持部材２００は、可撓性を有する透明又は半透明のシリコンなどの樹脂からなる。

【0045】

支持部材２００は、ＹＺ断面がＺ軸方向を長手方向とする長方形となるように整形されている。そして、支持部材２００の－Ｙ側の側面の下端外縁には、－Ｙ方向に突出する第１の突起部２０２が形成されている。さらに支持部材２００の＋Ｚ側の側面の＋Ｙ側外縁には、＋Ｚ方向に突出する第２の突起部２０３が形成されている。支持部材２００の下面のＹ軸方向の寸法は６ｍｍ程度であり、Ｚ軸方向の寸法は８ｍｍ程度である。また、支持部材２００の上面のＹ軸方向の寸法は４ｍｍ程度である。

【0046】

支持部材２００は、チューブ１００の内部で弾性変形しており、第１の突起部２０２と＋Ｙ側の側面、および第２の突起部２０３と－Ｚ側の側面がチューブ１００の内壁面に当接することで、チューブ１００に対して位置決めされている。図１１に示されるように、チューブ１００の内部空間は、支持部材２００の内部空間と、支持部材２００の外壁面とチューブ１００の内壁面とによって規定される空間Ｄに２分される。

【0047】

チューブ１００の内壁面が、支持部材２００の第１の突起部２０２および第２の突起部２０３に支持されているため、テープライト１が曲げられた場合にも、空間Ｄが潰れにくい。そのため、フレキシブル基板３０が、チューブ１００の内壁面と接触しにくくなる。したがって、発光素子４０の姿勢をばらつきなく維持することが可能となる。

【0048】

上記実施形態では、基板３００の第１のミシン目３１０および第２のミシン目３２０が、基板３００に形成される場合について説明した。これに限らず、ミシン目に依らずに、基板３００を裁断してフレキシブル基板３０を製造してもよい。

【0049】

上記実施形態では、チューブ１０および支持部材２０がシリコンゴムである場合について説明した。これに限らず、チューブ１０および支持部材２０は、可撓性を有する透明または半透明な部材であればよい。

【0050】

上記実施形態ではチューブおよび支持部材を押出成形によって製造した場合について説明した。これに限らず、チューブおよび支持部材を他の成形方法により製造してもよい。例えば、支持部材を射出成型により製造してもよい。

【0051】

上記実施形態では、支持部材２０のＹＺ断面が長方形となるように整形されている場合について説明した。これに限らず、支持部材２０が直角に隣接する２つの側面を備えるように、支持部材２０のＹＺ断面が少なくとも１つの直角な角を備えるように整形されていればよい。

【0052】

本発明のいくつかの実施形態を述べたが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。本実施形態及びその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0053】

１ テープライト
１０ チューブ
２０ 支持部材
２２ 突起部
３０ フレキシブル基板
３１ 配線部
３１ａ 実装面
３２ 矩形部
３２ａ 実装面
４０ 発光素子
５０ 電子部品
６０ 露出部
７０ 接着部材
１００ チューブ
２００ 支持部材
２０２ 第１の突起部
２０３ 第２の突起部
３００ 基板
３１０ 第１のミシン目
３２０ 第２のミシン目
３２１、３２２、３２３ ミシン目
Ｃ 空間
Ｄ 空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】