単１電池から単５電池まで適応するＬＥＤ点灯装置
【課題】市販されている電球又はＬＥＤを使用した点灯器具は、電池サイズが特定されており、５種類の異なったサイズの電池を使用する事はできなかった。停電時など緊急使用ができるように一つの器具で、単１電池から単５電池まで手許にある電池サイズの何れにも適応できる点灯器具の出現が課題。
【解決手段】白色ＬＥＤを電池１本で点灯させるための電圧昇圧用電子回路を両面プリント基板上面に取り付けて、裏面を電池プラス極用接点にした両面プリント基板と、これと同じサイズの電池マイナス極用基板の２枚４隅に設けたフック部分に、耐久性、電気絶縁性などに優れたブチルゴム製輪ゴムをかけて電池をはさみ電池ホルダーにすることで、単１電池から単５電池まで適応できる点灯器具を構成することで課題を解決した。
【解決手段】白色ＬＥＤを電池１本で点灯させるための電圧昇圧用電子回路を両面プリント基板上面に取り付けて、裏面を電池プラス極用接点にした両面プリント基板と、これと同じサイズの電池マイナス極用基板の２枚４隅に設けたフック部分に、耐久性、電気絶縁性などに優れたブチルゴム製輪ゴムをかけて電池をはさみ電池ホルダーにすることで、単１電池から単５電池まで適応できる点灯器具を構成することで課題を解決した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
電池使用ＬＥＤ点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
異なったサイズの電池夫々複数個が使用できる点灯装置は既に製品として存在する。また単１或いは単２電池外形と等しいサイズのプラスチック製ケース内に単２又は単３電池を収納して、単１又は単２電池として代替させる製品も存在しているが、単１電池から単５電池まで何れかのサイズ１本に適応して点灯できる器具は未だ存在しない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
市販されている電球又はＬＥＤを使用した点灯器具は、電池サイズが特定されており、５種類の異なったサイズの電池を使用する事はできなかった。停電時など緊急使用ができるように一つの器具で、単１電池から単５電池まで手許にある電池サイズの何れにも適応できる点灯器具の出現が課題。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
白色ＬＥＤを電池１本で点灯させるための電圧昇圧用電子回路を両面プリント基板上面に取り付けて、裏面を電池プラス極用接点にした両面プリント基板と、これと同じサイズの電池マイナス極用基板の２枚４隅に設けたフック部分に、耐久性、電気絶縁性などに優れたブチルゴム製輪ゴムをかけて電池をはさみ電池ホルダーにすることで、単１電池から単５電池まで適応できる点灯器具を構成することで課題を解決した。
【発明の効果】
【０００５】
既存の点灯器具に使用するために必要なサイズの予備電池が手許にない場合でも、本発明は、単１電池から単５電池が１本あれば、白色ＬＥＤを長時間点灯できるもので、必要最小限まで簡素化した事により、緊急用備品としても僅かなスペースに保存できる。流行り廃れのない、実用的で省資源構造の点灯器具を長期間グローバルに提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】 本発明の基本構造を示した斜視図。
【図２】 本発明の使用状態と適用可能な電池を示した斜視図。
【図３】 本発明に使用する白色ＬＥＤ点灯用電圧昇圧回路図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図１は本発明の基本構造を示すもので、２枚同じサイズのプリント基板のうち、両面素材を使用する上側プリント基板７、の昇圧回路カバー１１、内には電池１本１．５Ｖで白色ＬＥＤを点灯させるための、図３に示す電圧昇圧回路チップ部品が取り付けられている。プリント基板７、の裏面は電池プラス極用接点にしてあり、スルーホールにより上面電子回路と接続する。１．５Ｖ電池１本で白色ＬＥＤを点灯するには、ＬＥＤのＶＦ約３．３Ｖ迄昇圧が必要である。昇圧はスイッチングレギュレータデバイスを使用するのが一番簡単な方法ではあるが、本発明では電池ホルダーを簡素化するため、電池逆挿入防止構造にはしていない。現在入手できる殆どのスイッチングレギュレータデバイスは電源の逆接続保護には対応していないため、逆電流が加わればショート状態になり、そのまま放置すればデバイスと電池は発熱に至ってしまう。これを防ぐため逆電流阻止用のショットキーバリアダイオードを電池とデバイス間に入れると、ダイオードのＶＦ約０．３Ｖが失われ、大きなロスになり、デバイス本来の高効率性能は奪われてしまう。そこで本発明に必要な電源逆接続でも電流は流れず、低電圧まで動作する、図３の回路を開発した。この回路は極性の違ったトランジスタ２個を直接々続する電圧昇圧回路であるが、本発明では、自身昇圧した電圧約３Ｖを、前段トランジスタ電源としてエミッタに加えることで、前段トランジスタは高いＶＢＥ値が確保され、ＶＣＥドロップを経て接続した次段トランジスタのＶＢＥにも必要な電圧が電池電圧減電時も保たれるようにした。結果、バイポーラトランジスタを使用しながら、約０．７Ｖで回路が一旦スタートアップすれば電池電圧が０．３Ｖ以下まで低下しても白ＬＥＤを点灯させ続ける。回路内に備えた赤ＬＥＤ１は、スイッチＯＦＦ状態で電池電圧が１．３５Ｖ以上ある時、数十マイクロアンペアがＬＥＤ１に流れ込み、微かに点灯させることで、暗闇でも装置の所在を知らせるためのもの。電流消費は僅かなので電池寿命には殆ど影響を与えない。スイッチＯＮ時も点灯して、明るさ変化がおおよその電池電圧を示す。Ｄ２の４．７Ｖツェナーダイオードは、万一Ｄ１整流後の出力部分が無負荷状態になっても、電圧上昇を５Ｖ以下に抑える為のもの。ＬＥＤ１の電流制限をＲ２、Ｒ３が担う。Ｓ１の手前に電池無負荷状態電圧をＣ１に蓄えておくことで、電源投入時スタートアップは容易になる。ＬＥＤ２の消費電流を電池新品時２０ｍＡになるようにＲ４の値を設定しておくと、ＬＥＤ２の電流が５ｍＡになるまで、アルカリ単３電池で連続５０時間、単１電池では連続３００時間点灯させることができる。最新の５ミリ径ＬＥＤは定格２０ｍＡでも光度２７カンデラで発光するので数ｍ範囲を照らすには十分である。本回路の変換効率は約７５％になる。本装置に使用する耐久性、電気絶縁性に優れたブチルゴム製輪ゴム９、は自転車タイヤに使用するチューブを２〜３ミリ幅で輪切りにする事で適切なブチルゴム製輪ゴムを作る事ができる。ブチルゴムは耐オゾン性もあり、窓枠防水や電線被覆、タイヤチューブなどにも使用される。
【産業上の利用可能性】
【０００８】
本発明は、構造を必要最小限まで簡素化し僅か１０グラムの省資源型製品として安価に販売することもできるので、緊急常備品の一つとして備えておく用途にも適しており、緊急時マーケットから特定サイズの電池が売り切れ状態になっても、何れかの在庫品サイズの電池１本で点灯させることができる。なお単３サイズ以下の電池は３本並列にセットして使用することも可能。
【符号の説明】
【０００９】
１． 単１型電池
２． 単２型電池
３． 単３型電池
４． 単４型電池
５． 単５型電池
６． ＬＲ−４４ボタン型電池
７． 上側プリント基板（昇圧回路兼プラス電池接点、両面）
８． 下側プリント基板（マイナス電池接点、片面）
９． ブチルゴム製輪ゴム（自転車チューブを輪切り使用）
１０．フック部分
１１．昇圧回路カバー
１２．マイナス極ジョイントワイヤー
１３．電池マイナス極用ハトメ
ＴＲ１ ＰＮＰトランジスタ
ＴＲ２ ＮＰＮトランジスタ
Ｌ１ インダクター
ＬＥＤ１ 赤ＬＥＤ
ＬＥＤ２ 白色５ミリＬＥＤ
Ｄ１ ショットキーバリアダイオード
Ｄ２ ４．７Ｖツエナーダイオード
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３ チップ型積層セラミックコンデンサー
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４ チップ型固定抵抗器
Ｓ１ ＳＰＤＴ スライド型スイッチ
【技術分野】
【０００１】
電池使用ＬＥＤ点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
異なったサイズの電池夫々複数個が使用できる点灯装置は既に製品として存在する。また単１或いは単２電池外形と等しいサイズのプラスチック製ケース内に単２又は単３電池を収納して、単１又は単２電池として代替させる製品も存在しているが、単１電池から単５電池まで何れかのサイズ１本に適応して点灯できる器具は未だ存在しない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
市販されている電球又はＬＥＤを使用した点灯器具は、電池サイズが特定されており、５種類の異なったサイズの電池を使用する事はできなかった。停電時など緊急使用ができるように一つの器具で、単１電池から単５電池まで手許にある電池サイズの何れにも適応できる点灯器具の出現が課題。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
白色ＬＥＤを電池１本で点灯させるための電圧昇圧用電子回路を両面プリント基板上面に取り付けて、裏面を電池プラス極用接点にした両面プリント基板と、これと同じサイズの電池マイナス極用基板の２枚４隅に設けたフック部分に、耐久性、電気絶縁性などに優れたブチルゴム製輪ゴムをかけて電池をはさみ電池ホルダーにすることで、単１電池から単５電池まで適応できる点灯器具を構成することで課題を解決した。
【発明の効果】
【０００５】
既存の点灯器具に使用するために必要なサイズの予備電池が手許にない場合でも、本発明は、単１電池から単５電池が１本あれば、白色ＬＥＤを長時間点灯できるもので、必要最小限まで簡素化した事により、緊急用備品としても僅かなスペースに保存できる。流行り廃れのない、実用的で省資源構造の点灯器具を長期間グローバルに提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】 本発明の基本構造を示した斜視図。
【図２】 本発明の使用状態と適用可能な電池を示した斜視図。
【図３】 本発明に使用する白色ＬＥＤ点灯用電圧昇圧回路図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図１は本発明の基本構造を示すもので、２枚同じサイズのプリント基板のうち、両面素材を使用する上側プリント基板７、の昇圧回路カバー１１、内には電池１本１．５Ｖで白色ＬＥＤを点灯させるための、図３に示す電圧昇圧回路チップ部品が取り付けられている。プリント基板７、の裏面は電池プラス極用接点にしてあり、スルーホールにより上面電子回路と接続する。１．５Ｖ電池１本で白色ＬＥＤを点灯するには、ＬＥＤのＶＦ約３．３Ｖ迄昇圧が必要である。昇圧はスイッチングレギュレータデバイスを使用するのが一番簡単な方法ではあるが、本発明では電池ホルダーを簡素化するため、電池逆挿入防止構造にはしていない。現在入手できる殆どのスイッチングレギュレータデバイスは電源の逆接続保護には対応していないため、逆電流が加わればショート状態になり、そのまま放置すればデバイスと電池は発熱に至ってしまう。これを防ぐため逆電流阻止用のショットキーバリアダイオードを電池とデバイス間に入れると、ダイオードのＶＦ約０．３Ｖが失われ、大きなロスになり、デバイス本来の高効率性能は奪われてしまう。そこで本発明に必要な電源逆接続でも電流は流れず、低電圧まで動作する、図３の回路を開発した。この回路は極性の違ったトランジスタ２個を直接々続する電圧昇圧回路であるが、本発明では、自身昇圧した電圧約３Ｖを、前段トランジスタ電源としてエミッタに加えることで、前段トランジスタは高いＶＢＥ値が確保され、ＶＣＥドロップを経て接続した次段トランジスタのＶＢＥにも必要な電圧が電池電圧減電時も保たれるようにした。結果、バイポーラトランジスタを使用しながら、約０．７Ｖで回路が一旦スタートアップすれば電池電圧が０．３Ｖ以下まで低下しても白ＬＥＤを点灯させ続ける。回路内に備えた赤ＬＥＤ１は、スイッチＯＦＦ状態で電池電圧が１．３５Ｖ以上ある時、数十マイクロアンペアがＬＥＤ１に流れ込み、微かに点灯させることで、暗闇でも装置の所在を知らせるためのもの。電流消費は僅かなので電池寿命には殆ど影響を与えない。スイッチＯＮ時も点灯して、明るさ変化がおおよその電池電圧を示す。Ｄ２の４．７Ｖツェナーダイオードは、万一Ｄ１整流後の出力部分が無負荷状態になっても、電圧上昇を５Ｖ以下に抑える為のもの。ＬＥＤ１の電流制限をＲ２、Ｒ３が担う。Ｓ１の手前に電池無負荷状態電圧をＣ１に蓄えておくことで、電源投入時スタートアップは容易になる。ＬＥＤ２の消費電流を電池新品時２０ｍＡになるようにＲ４の値を設定しておくと、ＬＥＤ２の電流が５ｍＡになるまで、アルカリ単３電池で連続５０時間、単１電池では連続３００時間点灯させることができる。最新の５ミリ径ＬＥＤは定格２０ｍＡでも光度２７カンデラで発光するので数ｍ範囲を照らすには十分である。本回路の変換効率は約７５％になる。本装置に使用する耐久性、電気絶縁性に優れたブチルゴム製輪ゴム９、は自転車タイヤに使用するチューブを２〜３ミリ幅で輪切りにする事で適切なブチルゴム製輪ゴムを作る事ができる。ブチルゴムは耐オゾン性もあり、窓枠防水や電線被覆、タイヤチューブなどにも使用される。
【産業上の利用可能性】
【０００８】
本発明は、構造を必要最小限まで簡素化し僅か１０グラムの省資源型製品として安価に販売することもできるので、緊急常備品の一つとして備えておく用途にも適しており、緊急時マーケットから特定サイズの電池が売り切れ状態になっても、何れかの在庫品サイズの電池１本で点灯させることができる。なお単３サイズ以下の電池は３本並列にセットして使用することも可能。
【符号の説明】
【０００９】
１． 単１型電池
２． 単２型電池
３． 単３型電池
４． 単４型電池
５． 単５型電池
６． ＬＲ−４４ボタン型電池
７． 上側プリント基板（昇圧回路兼プラス電池接点、両面）
８． 下側プリント基板（マイナス電池接点、片面）
９． ブチルゴム製輪ゴム（自転車チューブを輪切り使用）
１０．フック部分
１１．昇圧回路カバー
１２．マイナス極ジョイントワイヤー
１３．電池マイナス極用ハトメ
ＴＲ１ ＰＮＰトランジスタ
ＴＲ２ ＮＰＮトランジスタ
Ｌ１ インダクター
ＬＥＤ１ 赤ＬＥＤ
ＬＥＤ２ 白色５ミリＬＥＤ
Ｄ１ ショットキーバリアダイオード
Ｄ２ ４．７Ｖツエナーダイオード
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３ チップ型積層セラミックコンデンサー
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４ チップ型固定抵抗器
Ｓ１ ＳＰＤＴ スライド型スイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
白色ＬＥＤを点灯するための電圧昇圧用電子回路部品と白色ＬＥＤを両面プリント基板上面に取り付けておき、裏面を電池プラス極用接点にした両面プリント基板と、これと同じサイズの電池マイナス極用基板の２枚に設けたフック部分に、輪ゴムをかけて電池をはさみ電池ホルダーにすることで、複数種の異なったサイズの電池に適応できるようにした、ＬＥＤを電池１本で点灯させることができる点灯器具装置。
【請求項１】
白色ＬＥＤを点灯するための電圧昇圧用電子回路部品と白色ＬＥＤを両面プリント基板上面に取り付けておき、裏面を電池プラス極用接点にした両面プリント基板と、これと同じサイズの電池マイナス極用基板の２枚に設けたフック部分に、輪ゴムをかけて電池をはさみ電池ホルダーにすることで、複数種の異なったサイズの電池に適応できるようにした、ＬＥＤを電池１本で点灯させることができる点灯器具装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−９８１６２（Ｐ２０１３−９８１６２Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５１０６７（Ｐ２０１１−２５１０６７）
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【出願人】（０００１８５４６６）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【出願人】（０００１８５４６６）
【Ｆターム（参考）】
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