説明

可撓性高性能LED照明システム

LED照明手段は、可撓電気ケーブルと、ケーブルに取付けられたワイヤソケット組立体と、ワイヤソケット組立体に選択的に取付けられるLEDモジュールと、を有する。ワイヤソケット組立体は、少なくとも2つのIDCターミナルを有する。IDCターミナルは、ケーブルの絶縁被覆と圧接し、電気導体の1つと接触する。LEDモジュールは、LEDモジュールがワイヤソケット組立体に取付くとき、IDCターミナルに選択的に接続されるLEDを有する。

【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
発光ダイオード(LED)は、基本的な照明構造体として、種々の形態、例えば、屋外標識や装飾照明に用いられている。LEDベースの照明ストリングは、チャンネル文字システム、建築のボーダーチューブの適用、キャビネット下の照明の適用、一般的なイルミネーションに多く使用され、在来のネオン灯又は蛍光灯に取って代わっている。
【0002】
ネオン灯又は蛍光灯に取って代わることができる照明システムを提供しようとする既知の試みは、LED照明光源を可撓電気コードに機械的に取付けることを含む。他の知られたシステムは、プリント回路基板にLEDを実装し、LEDが互いに電気ジャンパー線により接続される。これらの既知の高性能LED製品は、LEDから生じる熱を発散させるため、導電面に実装する必要があり、外力又は取付け技術不良による機械的及び電気的不具合の影響を受け易い。また、これら既知のシステムは、制限された可撓性と、制限された線解像度を有する。さらに、これらのシステムでは、ユーザが個々のLED又はLEDモジュールを交換することが不便だった。
【0003】
従って、上記欠点を克服するLED照明手段を提供することが望ましい。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【0004】
LED照明手段は、可撓電気ケーブルと、ケーブルに取付けられるワイヤソケット組立体と、ワイヤソケット組立体に選択的に取付けられるLEDモジュールと、を有する。ワイヤソケット組立体は、少なくとも2つのIDCターミナルを有する。各IDCターミナルは、ケーブルの絶縁被覆に圧接し、そして、電気導体の1つに接触する。LEDモジュールは、LEDモジュールがワイヤソケット組立体に取付けられたとき、IDCターミナルに電気的に接続するLEDを有する。
【0005】
LED照明手段は、電力配送システムと、ケーブルに取付けられた取付け部と、第1及び第2のターミナルと、取付け部に選択的に取付くようになっているLEDモジュールと、を有する。電力配送システムは、少なくとも2つの電気導体を有する。ターミナルは、それぞれ電気導体に接触する。LEDモジュールは、LEDモジュールが取付け部に取付いたとき、ターミナルに電気的に接続するLEDを有する。
【0006】
LED照明手段の製造方法は、電気導体を絶縁してケーブルを形成する工程と、IDC連結ターミナルをケーブル内に差し込んで電気導体と接触させる工程と、取付け組立体をケーブルに固定する工程と、LEDモジュールを取付け組立体に選択的に取付ける工程と、を有する。LEDモジュールは、LEDモジュールが取付け組立体に取付いたときに、IDCターミナルに電気的に接続するLEDを有する。
【0007】
LED照明手段は、可撓電気ケーブルと、ケーブルに取付けられたLEDモジュールと、ケーブルに差し込まれたターミナルと、を有する。ケーブルは、少なくとも2つの電気導体と、電気導体を囲む絶縁被覆と、を有する。LEDモジュールは、LEDと、LEDと熱的連通したヒートシンクと、を有する。ターミナルは、電気導体と接触し、LEDに電気的に接続する。
【0008】
チャンネル文字は、可撓電気ケーブルと、取付け部と、ターミナルと、LEDモジュールと、チャンネル文字ハウジングと、を有する。可撓電気ケーブルは、少なくとも2つの電気導体と、電気導体を囲む絶縁被覆と、を有する。取付け部は、ケーブルに取付く。第1及び第2のターミナルは、ケーブルの絶縁被覆に圧接し、それぞれ電気導体に接触する。LEDモジュールは、取付け部に選択的に取付くことができ、LEDを含む。ケーブルは、チャンネル文字ハウジングに配置される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
図1を参照すると、発光ダイオード(LED)照明具10は、可撓電気ケーブル12と、可撓電気ケーブル12に取付けられたワイヤソケット組立体14と、ワイヤソケット組立体に選択的に取付けられるLEDモジュール16と、を含む。照明具10は、種々の異なる構造体に装着することができ、種々の異なる環境に使用することができ、或る例は、チャンネル文字及びボックスサインイルミネーション(図8),コーブ照明,キャビネット下アクセント照明を含む。
【0010】
図2を参照すると、可撓電気ケーブル12は、絶縁被覆26で囲まれた複数の導体18,22,24を有している。3本の導体が、図に示されているが、ケーブルが数本から多数本のワイヤを含んでもよく、その場合、ワイヤのうちの何本かのワイヤが電力を供給し、何本かのワイヤが電気信号等を供給する。好ましくは、導体は、14アメリカンワイヤゲージ(AWG)又は16AWGであるが、他の太さのワイヤを使用してもよい。電流がケーブルの中を流れるので、これらの導体は、正極導体18、負極導体24及び直列導体22と称されてもよい。導体18,22,24は、イルミネーションのためLEDモジュールに電圧を供給する低電圧出力電源を含む電源(図示せず)に電気的に接続する。導体18,22,24は、ケーブル12の長手方向軸と平行に延び、ある平面で互いに整列されている。このような配向により、ケーブル12が上記平面と交差する縁部、例えば、図2においてケーブルの薄い方の縁部で配置されるときに、ケーブル12は容易に曲げられる。また、ケーブル12は、絶縁被覆26に形成されたV字形溝28,32を有する。溝28,32は、ケーブル12に沿って導体18,22,24と平行に長手方向に延びる。溝28,32は、隣接した導体18,22,24間に位置する。
【0011】
変形例では、電力は、他の電力供給システムを経てLEDモジュールに供給されてもよい。例えば、この場合には、マウント又は取付け組立品と称されてもよいワイヤソケット組立体14は、可撓回路、例えば、可撓材料上の銅配線、又はリードフレーム、例えば、打抜金属電気バスから形成された絶縁リードフレームに取付けてもよい。可撓回路及びリードフレームは、ワイヤ,電気ジャンパー線等により互いに連結されてもよい。
【0012】
図3に示すように、ワイヤソケット組立体14は、カバー34と、ベース36と、圧接接続(IDC)ターミナル38,42と、を有している。ワイヤソケット組立体14により、LEDモジュール16を電気ケーブル12に選択的に取付けるようにする。従って、ワイヤソケット組立体14は、マウント、マウントの一部、又は取付け組立品と称されてもよい。図に示された実施形態では、ワイヤソケット組立体14は、LEDモジュール16に差し込まれており、これは、LEDモジュールの簡単な交換を考慮に入れている。変形例では、LEDモジュール16が、ワイヤソケット組立体14に差し込まれ、又はLEDモジュール16が、他の在来の方法でワイヤソケット組立体14に選択的に取付けられる。これらのタイプの接続により、照明具10のLEDモジュール16の交換を、電気ケーブル12の導体18,22,24を露出させることなしに行うことができる。
【0013】
カバー34は、電気ケーブル12の周りに嵌まる略逆向きのC字形部分52を含む。カバー34の上側部分54は、カバーをベース36に連結するときに使用される一対の開口56,58を有する。カバーの下側部分62は、スロット64を有する。下側部分62は、上側部分54と平行であり、且つ、上側部分54から、導体18,22,24の平面で測って、電気ケーブル12の高さと等しい距離離間している。また、カバー34は、上側部分54と下側部分62との間の逆向きのC字形部分52の内面に形成された長手方向の隆起部66,68を有する。隆起部66,68は、電気ケーブル12の溝28,32内に受け入れられる。柱脚72が、C字形状部分52から下方に垂下する。柱脚72は、柱脚に沿い長手方向に離間した複数の細長いスロット74を有する。また、柱脚72は、スロット74の下にプラットフォーム76を有する。プラットフォーム76は、照明具10が取付けられる面に位置することができる。
【0014】
ベース36は、上側部分54と下側部分62との間の逆向きのC字形部分52に嵌まり込むことによって、カバー34に取付けられ、ベースとカバーとの間にケーブル12を挟持する。ベース36は、カバー34の上側部分54の開口56,58に受け入れられる2つのタブ80,82を上面84に有する。また、ベース36は、カバー34の下側部分62のスロット64にすべり込む舌部86を下面88に有する。スロット92,94,96が、ベース36の上面84に形成されている。スロット92,94は、IDCターミナル38,42を受け入れる。スロット96は、導体セパレータ44を受け入れる。カバー34がベース36を受け入れるとき、上側部分54は、スロット92,94,及びIDCターミナル38,42のほとんどを覆うように、ベースの上面84を覆う。ベース36は、LEDモジュール16に隣接したベースの面に沿って形成された下側長手方向ノッチ98と、ベースの対向する横側に形成された下側横方向ノッチ100,102と、を有する。ノッチ98,100,102は、ワイヤソケット組立体14とLEDモジュール16との間の差込み連結の摩擦嵌めを容易にする。ワイヤソケット組立体14とケーブル12との間の記載の機械的連結に加えて、ワイヤソケット組立体14は、ケーブル12と一体に形成されてもよいし、又は他の方法でケーブルに取付けられてもよい。
【0015】
IDCターミナル38,42は、電気的接続を行うために、導体18,22,24を囲む絶縁被覆26に刺し通される。IDCターミナル38,42は、各々、絶縁被覆26を刺し通すのに十分鋭いフォーク形の突起部104,106を有し、突起部が離間した歯を有しているので、突起部は導体18,22,24を切断せず、むしろ導体を歯の間に受け入れる。また、IDCターミナル38,42は、ターミナルがベース36の上面84のスロット92,94に受け入れられるとき、ベースからLEDモジュール16に向かって延びる雄ターミナルピン108,112を有する。IDCターミナル38,42は、実質的にS字形であり、第1の突起部104は、第2の突起部106から電気ケーブル12の長手方向軸に沿って間隔をあけられる。導体セパレータ44は、突起部104と突起部106との間で間隔をあけられているから、LEDモジュール16が並列/直列形態に接続されるならば、直列導体ワイヤ22は突起部間で切断される。特定のターミナル38,42を記載したが、IDCターミナルの代わりに他のターミナルを、導体とLEDモジュールとの間に電気的接続を行うのに使用してもよい。さらに、変形例のターミナルは、はんだ,ジャンパー線,クリンプオンターミナル又は他の電気的機械的接続によって、導体及び/又は電力供給システムに電気的に取付けることができる。
【0016】
図4を参照すると、ワイヤソケット組立体14は、LEDモジュール16に差し込まれる。LEDモジュール16は、ワイヤソケット組立体14が嵌まり込む取付けレセプタクル120を含む。さらに、ベース36及びカバー34の上側部分54は、レセプタクル120によって受け入れられる。上述のように、変形例では、LEDモジュール16が、ワイヤソケット組立体14に差し込まれてもよいし、又は、ワイヤソケット組立体及びLEDモジュールが、他の在来の方法で互いに選択的に取付けられてもよい。
【0017】
図2に戻って参照すると、LEDモジュール16は、ベース124に取付けられるカバー122を含む。カバー122は、カバーの対向する側面に2つの側タブ126,128と、カバーの後部に2つの後タブ132,134と、を有する。また、カバー122は、カバーの対向する側面に2つの弾性クリップ136,138を有する。弾性クリップ136,138は、節142(図2では一方のみ図示)を有する。一対の側壁144,146が、それぞれ側タブ126,128及びそれぞれクリップ136,138の前で(すなわち、ワイヤソケット組立体14に向かって)、カバー122の対向する側面から延びる。各側壁144,146は、互いに向かって延びる下側延出部148,152を有する。下側延出部148,152は、LEDモジュール16の取付けレセプタクル120を構成するように、カバー122の上面150から離間している。また、カバー122は、LED156が突出する開口154を有する。
【0018】
LEDモジュール16のカバー122は、LED156に通じる電気的接続を覆うように、LEDモジュールのベース124に取付く。ベース124は、互いに対向する側壁160,162を有する。各側壁160,162は、カバー122のそれぞれの側タブ126,128を受け入れるそれぞれのノッチ164,166を有する。後壁168は、側壁160,162を連結し、また、カバー122の後タブ132,134を受け入れるノッチ172,174を有する。側壁160,162は、弾性クリップ136,138を収容するように、各側壁の前部で直角に外方へ曲がっている。クリップ136,138が側壁160,162の内側に嵌まり、各節142が各側壁の底部に引っ掛かって、カバー122がベース124に取付く。
【0019】
側連結タブ176,178が、側壁160,162から延びている。側連結タブ176,178は、LEDモジュール16を関連した面、例えば、チャンネル文字及びボックスサインイルミネーション,コーブ照明,キャビネットに見受けられる面に取付けるため、取付け面186,188に、締め具(図示せず)を受け入れることができる開口182,184(図3)を有する。図6,図7に示すように、取付け面186,188は、プラットフォーム76から離間し、且つ、プラットフォーム76よりも下にある。図1を参照すると、LEDモジュール16は、ケーブルの最大限の可撓性を促進するため、電気ケーブル12と並ぶ方向に取付けられ、すなわち、LED156は、ケーブル12の導体18,22,24を横断する平面と平行な方向を向く。
【0020】
複数のフィン190が後壁168から延びて、複数のフィン190はLED156のヒートシンクをなす。フィンがヒートシンクとして示されているが、ヒートシンクの表面積を増すために、ヒートシンクがピン又は他の構造体を有していてもよい。フィン190は、後壁168から後方及び下方に延びる。フィン190は、図6及び図7に示すように、ヒートシンクの表面積を最大にするため、ほとんど各側連結タブ176,178の取付け面186,188まで下方に延びている。また、図7に示すように、表面積を最大にするため、フィン190は、ベース124の上側部分から離れた位置で、前方、すなわち、ケーブル12に向かって延びる。特に図6を参照すると、フィン190は、ワイヤソケット組立体14の柱脚72のスロット74と整合し、これにより、空気がスロット74を通してフィン190の間に流れてLED156を冷却する。
【0021】
LED156は、LEDモジュール16のベース124に受け入れられる支持部192に取付けられている。好ましくは、LEDで生じる熱を、熱を発散することができるフィン190に向けて移動させるため、支持部192は、熱伝導性材料、例えば、サーマルテープ,サーマルパッド,サーマルグリース又は滑らかな仕上げ材を有する。支持部192は、締め具194,196によりベース124に固定されるが、支持部を他の従来の方法でベースに固定してもよい。
【0022】
電気レセプタクル198は、支持部192に取付けられ、ワイヤソケット組立体14から突出する、ターミナル38,42の雄ターミナルピン108,112を受け入れる。電気レセプタクル198は、LED156のリード線202,204に回路(図示せず)を介して電気的に接続されている。回路は支持部192にプリントされていてもよいし、ワイヤを設けてレセプタクルをリード線202,204に接続してもよい。回路は、電圧管理回路を有していてもよい。
【0023】
変形例では、電気レセプタクル198に類似した電気レセプタクルをワイヤソケット組立体14に取付けてもよい。ワイヤソケット組立体の電気レセプタクルは、LED156に電気的に接続される雄インサートを受け入れることができる。変形例では、導体18,22,24及びLED156間の選択的な電気接続を、はんだ,ワイヤジャンパー線,クリンプオンターミナル又は他の電気機械的接続を含む他の従来の方法で達成してもよい。
【0024】
図4に示すように、LEDモジュール16がワイヤソケット組立体14を受け入れて、ケーブル12にLEDモジュールを取付ける。そのような連結は、IDCターミナル38,42により形成される孔を露出させることなしに、ケーブル12からLEDモジュール16の取り外しを可能にする。図2を参照すると、カバー34のベース36及び上側部分54は、下側延出部148,152がワイヤソケット組立体のベース36の下側横方向ノッチ100,102内に嵌まって、カバー122の下側延出部148,152と上面150との間に受け入れられる。ベース36の下側長手方向ノッチ98は、LED156に向かい、支持部192に支えられる。雄ターミナルピン108,112は、電気レセプタクル198によって受け入れられ、LED156と導体18,22,24との間の電気接続を行う。従って、LEDモジュール16とワイヤソケット又は取付け組立体14との間には、LEDモジュールをケーブル12から選択的に取り外すことができ、且つ、IDCターミナルによって形成された孔が露出しないように、摩擦嵌めが存在する。LEDモジュール16と取付け組立体14との間の差込み連結は、簡単な設置及びLEDの交換を容易にする。また、LEDモジュール16に設けられたヒートシンクにより、照明具10は、照明手段を熱伝導面に取付ける必要なしに熱を発散させる。
【0025】
LED照明手段は、好ましい実施形態を参照して記載された。明らかに、変形及び変更が、上述の記載の読み及び理解に基づいて生じる。本発明は、そのようなすべての変形及び変更が添付の特許請求の範囲及びその均等の範囲にある限りにおいて、そのようなすべての変形及び変更を含むものと解釈される。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】LED照明手段の斜視図である。
【図2】図1のLED照明手段のLEDモジュールの分解図である。
【図3】図1のLED照明手段のワイヤソケット組立体の分解図である。
【図4】図1のLED照明手段のLEDモジュールとワイヤソケット組立体との間の連結を示す図である。
【図5】図1の照明手段の1つのワイヤソケット組立体に取付けられた1つのLEDモジュールの平面図である。
【図6】図1のLED照明手段の1つのワイヤソケット組立体に取付けられた1つのLEDモジュールの側面図である。
【図7】図1の照明手段の1つのワイヤソケット組立体に取付けられた1つのLEDモジュールの端面図である。
【図8】チャンネル文字ハウジングに配置された図1の照明手段を示す図である。
【符号の説明】
【0027】
10 発光ダイオード(LED)照明手段
12 可撓電気ケーブル
14 ワイヤソケット組立体
16 LEDモジュール

【特許請求の範囲】
【請求項1】
発光ダイオード(LED)照明手段であって、
少なくとも2つの電気導体,電気導体を囲む絶縁被覆,を有する可撓電気ケーブルと、
ケーブルに取付けられ、且つ、少なくとも2つの圧接接続(IDC)ターミナルを有するワイヤソケット組立体と、を有し、各IDCターミナルは、ケーブルの絶縁被覆に圧接し、且つ、電気導体の1つに接触し、
ワイヤソケット組立体に選択的に取付けられ、ワイヤソケット組立体に取付くときに、IDCターミナルと電気的に接続するLEDを有するLEDモジュールと、を有することを特徴とする照明手段。
【請求項2】
ケーブルは、実質的に同一平面に配置された3つの電気導体を有し、
LEDモジュールのLEDは、電気導体が配置された平面と略平行な方向に光を発することを特徴とする請求項1に記載の照明手段。
【請求項3】
LEDモジュールは、ワイヤソケット組立体を受け入れることを特徴とする請求項1に記載の照明手段。
【請求項4】
ワイヤソケット組立体が、ベースを有し、
IDCターミナルは、各IDCターミナルが、ベースからケーブルに向けて延びる第1の部分と、ベースからLEDモジュールに向けて延びる第2の部分と、を有するように、ベースに配置されたことを特徴とする請求項1に記載の照明手段。
【請求項5】
ワイヤソケット組立体は、第1の部分と第2の部分との間で少なくともIDCターミナルを実質的に覆うカバーを有することを特徴とする請求項4に記載の照明手段。
【請求項6】
LEDモジュールは、各IDCターミナルの第2の部分を受け入れるため、電気レセプタクルを有することを特徴とする請求項4に記載の照明手段。
【請求項7】
ワイヤソケット組立体は、電気レセプタクルを有することを特徴とする請求項1に記載の照明手段。
【請求項8】
ケーブルは、長手方向の溝を有し、
ワイヤソケット組立体は、長手方向の溝に受け入れられる長手方向の隆起部を備えたカバーを有することを特徴とする請求項1に記載の照明手段。
【請求項9】
ワイヤソケット組立体は、スロットが形成された柱脚を有することを特徴とする請求項1に記載の照明手段。
【請求項10】
LEDモジュールは、ワイヤソケット組立体を受け入れるための組立レセプタクルを有することを特徴とする請求項1に記載の照明手段。
【請求項11】
LEDモジュールは、LEDに電気的に接続された電気レセプタクルを有することを特徴とする請求項1に記載の照明手段。
【請求項12】
LEDモジュールは、複数のフィンを有することを特徴とする請求項1に記載の照明手段。
【請求項13】
ワイヤソケット組立体は、柱脚と、柱脚を通る複数のスロットと、を有し、
フィンは、フィン間の空間がスロットと整合するように、柱脚と整合することを特徴とする請求項12に記載の照明手段。
【請求項14】
LEDモジュールは、フィンよりも下に位置する取付け面を備えた取付けタブを有することを特徴とする請求項12に記載の照明手段。
【請求項15】
発光ダイオード(LED)照明手段であって、
少なくとも2つの電気導体を有する電力配送システムと、
電力配送システムに取付けられる取付け部と、
電気導体にそれぞれ接触する第1及び第2のターミナルと、
取付け部に選択的に取り付くようになっている取付けレセプタクルを構成するLEDモジュールと、を有し、
LEDモジュールは、LEDモジュールが取付け部に取付くときにターミナルに電気的に接続するLEDを有することを特徴とする照明手段。
【請求項16】
電力配送システムは、可撓電気ケーブル,可撓回路又はリードフレームを有することを特徴とする請求項15に記載の照明手段。
【請求項17】
LEDモジュールは、ターミナルを受け入れる電気レセプタクルを有することを特徴とする請求項16に記載の照明手段。
【請求項18】
LEDモジュールは、ヒートシンクを有することを特徴とする請求項15に記載の照明手段。
【請求項19】
LED照明手段の製造方法であって
電気導体を絶縁して可撓電気ケーブルを形成する工程と、
ターミナルをケーブル内に差し込んで電気導体と接触させる工程と、
取付け組立体をケーブルに固定する工程と、
LEDモジュールを取付け組立体に選択的に取付ける工程と、を有し、
LEDモジュールは、LEDモジュールが取付け組立体に取付いたときに、IDCターミナルに電気的に接続するLEDを有することを特徴とする方法。
【請求項20】
発光ダイオード(LED)照明手段であって、
少なくとも2つの電気導体,電気導体を囲む絶縁被覆,を有する可撓電気ケーブルと、
ケーブルに取付けられたLEDモジュールと、を有し、LEDモジュールは、LEDと、LEDと熱的連通したヒートシンクと、を有し、
ケーブルに差し込まれ、且つ、電気導体と接触するターミナルと、を有し、
ターミナルは、LEDに電気的に接続されたことを特徴とする照明手段。
【請求項21】
チャンネル文字であって、
少なくとも2つの電気導体,電気導体を囲む絶縁被覆,を有する可撓電気ケーブルと、
ケーブルに取付けられた取付け部と、
ケーブルの絶縁被覆に圧接し、それぞれ電気導体に接触する第1及び第2のターミナルと、
取付け部に選択的に取付くようになっており、且つ、LEDを有するLEDモジュールと、
ケーブルが内部に配置されたチャンネル文字ハウジングと、を有することを特徴とするチャンネル文字。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公表番号】特表2007−533135(P2007−533135A)
【公表日】平成19年11月15日(2007.11.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−507346(P2007−507346)
【出願日】平成17年3月24日(2005.3.24)
【国際出願番号】PCT/US2005/009870
【国際公開番号】WO2005/101580
【国際公開日】平成17年10月27日(2005.10.27)
【出願人】(503399964)ゲルコアー リミテッド ライアビリティ カンパニー (32)
【Fターム(参考)】