JP2003109403A - 装飾電球装置 - Google Patents

Abstract

(57)【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。

Description

【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（ＰＣＢ
Ｂ）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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る装飾電球装置の実施の一例を示
し、（ａ）は分解断面図、（ｂ）は組み立て完了した状
態の断面図である。

【図２】他の実施例を示し、（ａ）は分解断面図、
（ｂ）は組み立て完了した状態の断面図である。

【図３】プリント配線の電気配線を示す説明図である。

【図４】プリント配線の他の電気配線を示す説明図であ
る。

【図５】装飾電球装置の概略図である。

【図６】装飾電球装置の電気系統図である。

【図７】従来の装置の電気回路図である。

【符号の説明】

Ａ…発光体 １…ベース部 ２…プリント配線基板 ３，３’…光拡散性キャップ ４，４’…電源コード ５…抵抗 ６…発光ダイオード

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。