專利背景
2004年7月之前的
軟管燈作為裝飾照明燈具,已經被廣泛套用於
園林藝術、
商業廣告及庭院裝飾等場所,其優點是:生產時自動化機器擠出成型,製作成本低;使用時可以隨意彎折造型,可以延接及裁剪,耐衝擊,安全可靠性好,可由消費者根據需要隨意製作裝飾圖案;裝飾效果美妙,變幻無窮。但同時,2004年7月之前的軟管燈的缺點也很明顯,就是發光不均勻、不連續,沒有霓虹燈的發光效果。究其原因,由於軟管燈燈管中包覆的
光源是一顆一顆點狀發光體,如微型燈泡或
LED,間隔地縱向分布在燈管中,這種顆粒狀的點光源發出的光線,不能達到霓虹燈均勻連續光線的美感。
霓虹燈作為裝飾照明燈具,其優點是不僅光線鮮艷奪目、色彩繽紛,而且發光均勻連續、美妙柔和,因此被廣泛套用於門面、招牌、字幕廣告、舞廳、酒店酒吧及建築外牆等場所。但是,霓虹燈也有其致命的弱點,就是耗電量大、電壓高、成本高、玻璃燈管易碎、安裝運輸不方便,不能隨意彎折造型,不能裁剪,而且安裝維修需要專業的技術人員,不便維護,也極不安全。所以,多年來人們一直都在尋找著一種能夠代替霓虹燈的光源。
例如,有人曾用軟管燈來模擬霓虹燈,創造了一種“塑膠霓虹燈”(或稱之為“柔性霓虹燈”)。雖然這種軟管內置LED作為點光源的裝置,避免了霓虹燈耗電量大、電壓高、易碎難安裝維修的缺點,而且也可以自由彎折造型,可以裁剪及延接,但是由於其LED間距較大及外皮厚度均勻且較薄而且採用透明材質,LED顆粒點光源之間不連續,外觀效果光線呈間斷的顆粒狀,不連續、不均勻,所以這種軟管燈達不到霓虹燈的裝飾效果。為了解決光線連續均勻化問題,人們又在軟管燈外加了一半透明的硬質燈罩,以霧化LED點光源發出的光線,達到光線均勻、連續、柔和的效果,但是這樣做無疑又增加了成本,而且仍然不能隨意彎折造型,不便裁剪,運輸也不太方便。
在此基礎上,人們發明了一種採用壓克力材料做外殼的模擬霓虹燈,這種模擬霓虹燈在加熱時可以彎折造型,這是一次進步,而且,此模擬霓虹燈光線均勻、連續,可以達到霓虹燈的發光效果。但是,由於壓克力材料硬而且脆,所以該模擬霓虹燈在常溫下仍然不能隨意彎折造型,也不便裁剪;而且由於其採用柔性帶狀電路板作為電氣連線部件以及採用灌注膠方式來固定柔性帶狀電路板和LED,使得工藝繁瑣、製作難度大、成本高;另外,由於柔性帶狀電路板不可延接,所以其長度受到限制,不可延接;還有,其採用灌注膠方式也不環保。因此,裝飾照明市場仍然期望有一種耗電量低、安全低電壓,結構和工藝簡單、成本較低,運輸、安裝、維修都很方便,可以自由彎折造型,可以很方便地根據需要進行裁剪和延接,且光線均勻連續、鮮艷柔和的發光裝置。
2004年7月之前的軟管燈通常包括如下幾個部分,參見圖12,長條形透明的塑膠內芯110,縱向設定有至少2根導電線120、130,所述的透明的塑膠內芯中設定有縱向槽140或多個橫向孔150a、150b、150c、150d、150e的空間,用來容置多個燈泡160a、160b、160c,及其連線線扭結170a、170b。所述的燈泡串聯後與所述的導電線作電氣連線,然後再在所述的透明的塑膠內芯上包覆一層透明的塑膠包覆層180。
在軟管燈行業的2004年7月之前的技術中,軟管燈通常按其光源(如燈泡,LED)的設定方式可分為兩種結構:軟管燈的內芯中設定有縱向槽的空間用來容置多個光源,光源設定的方向與燈管縱向長度方向相同,該種軟管燈在行業中稱為開槽型軟管燈-Horizontaltype;軟管燈的內芯中設定有橫向孔的空間用來容置多個光源,光源設定的方向與燈管縱向長度方向垂直,該種軟管燈在行業中稱為打孔型軟管燈-Verticaltype。
如1986年8月19日授權的美國專利U.S.4607317,專利名稱非霓虹燈(non-neonlight),該專利揭示了一種稱為“非霓虹燈”的發明,即上述打孔型軟管燈的發明,該專利技術的軟管燈比玻璃霓虹燈有更優越的安全、包裝、安裝、使用及維修性能。但該專利沒有揭示軟管燈與霓虹燈相比所存在的光源缺陷,即軟管燈燈管中包覆的光源是一顆一顆點狀發光體,如微型燈泡或LED,間隔地縱向分布在燈管中,這種顆粒狀的點光源發出的光線,不能達到霓虹燈均勻連續光線的美感。
又如2001年2月13日授權的美國專利U.S.6186645B1,專利名稱是柔性的照明系統及安裝方法。該專利也揭示了在軟管燈的內芯的外表面或包覆層的內表面設定有縱向溝槽狀紋理,即開槽型軟管燈的改良結構,該改良結構可以發散軟管燈光源發出的光線,達到改善軟管燈發光的均勻效果。但該專利沒有宣稱該發明可以達到模擬霓虹燈的均勻連續的光線效果,實際上,該發明也不能根本上達到模擬霓虹燈的均勻連續的光線效果。
再如2003年5月20日授權的美國專利US6565251B2,專利名稱管狀裝飾燈。該專利揭示軟管燈的內芯和包覆層均可設定為不同的形狀,如圓形、方形、橢圓形、凸形、凹形、波浪形,以及內芯和包覆層之間形成一個或多個縱向空間,用以灌注絕緣液體,改善光源光線的折射和反射效果。所述的縱向孔可以是不同的截面形狀,如圓形、三角形、方形、橢圓形、梯形。該專利揭示的是開槽型的軟管燈的改良結構。該專利未宣稱達到模擬霓虹燈的均勻連續的光線效果。事實上,在市場上也未見到該專利的產品能達到霓虹燈的均勻連續的光線效果。
另外,2004年7月之前的柔性模擬霓虹燈的不透光罩殼採用的是不透光軌道或者噴塗深色油漆的方式,這些方法都不很利於連續自動化大批量生產。因此,一種能夠真正具有霓虹燈的均勻連續和鮮艷柔和的光線效果的、而且可以自由彎折造型、可以很方便地根據需要進行裁剪和延接的、可以連續自動化大批量生產的軟管燈結構,是軟管燈行業長期以來渴望而且追求的目標。
發明內容
《一種軟管燈改良結構》包括:一芯線,由柔性塑膠擠出成型一個預製長度的條狀體,該條狀體的橫截面一側、上下間隔地設定有至少2根銅絞合線,該銅絞合線縱向延伸與條狀體等長度,在該條狀體橫截面的另一側設定有與該銅絞合線平行的橫向孔,多個橫向孔以預製的間距均勻地分布在條狀體的整個縱向長度上;多個LED燈泡,通過LED導電腳上連線的引線相互串聯、及與至少一個限流電阻相串接,該LED串聯燈串的首端和末端的引線與上述芯線中的銅絞合線作電氣連線,所述的多個LED燈泡、限流電阻及其引線的串聯連線點相應地塞入上述芯線中的多個橫向孔中。
一散光體,設定在上述多個LED燈泡上方與上述芯線等長度的,用於擴散LED光線的預定高度和預定寬度的乳白色不透明體;一包覆層,由柔性塑膠擠出成型一個用於覆蓋或者包覆上述芯線、散光體及多個LED燈泡的、與上述芯線等長度的包覆層,該包覆層的位於LED燈泡照射上方的部份是一模擬霓虹燈玻璃管狀發光面的半圓形曲面,該包覆層與上述散光體是等長度一體擠出成型的,與散光體為一整體;一縱向設定在上述包覆層上、用於遮擋LED燈泡的側光的不透光罩殼。一接頭,設定在上述芯線及包覆層的首端與電源的供電線的連線處,用以包覆所述的銅絞合線與電源的供電線的電氣連線的塑膠罩殼。一尾塞,設定在上述芯線及包覆層的尾端,用以包覆所述的銅絞合線的塑膠罩殼。
該發明一種軟管燈改良結構所述的不透光罩殼可以是與所述的包覆層上下對應同時一體擠出成型的不透光塑膠層;該不透光罩殼還可以是在所述的包覆層外再通過擠出成型包覆的不透光塑膠層。所述的不透光塑膠層可以是具有反光作用的白色不透光塑膠層;所述的不透光塑膠層的底部兩側可以設定有便於安裝固定的唇邊。該發明一種軟管燈改良結構還可以設定一個注塑成型在電源供電線上的LED驅動元件,該LED驅動元件是交流變直流的電流轉換元件,也可以是LED脈衝電流驅動元件。
該發明一種軟管燈改良結構所述的散光體,可以是乳色PVC不透明體,而且還可以在該散光體中設定一個縱向通孔。該發明一種軟管燈改良結構,可以模擬霓虹燈的均勻連續的光線效果,達到了軟管燈行業長期以來渴望而追求的目標,同時也實現了連續自動化大批量生產模擬霓虹燈,從而比許多其他結構的模擬霓虹燈生產批量大,製作成本低,具有其他結構的模擬霓虹燈與軟管燈不可比擬的優勢。
附圖說明
圖1是《一種軟管燈改良結構》的透視圖;
圖2是圖1透視圖中A-A的橫截面圖;
圖3是該發明的第一種最佳實施方案的擠出成型示意圖;
圖4是該發明的第一種最佳實施方案的光學原理示意圖;
圖5是該發明的第一種最佳實施方案的第二種結構方案;
圖6是圖5透視圖中B-B的橫截面圖;
圖7是該發明的第一種最佳實施方案的第三種結構方案;
圖8是圖7透視圖中C-C的橫截面圖;
圖9是該發明的第二種最佳實施方案的透視圖;
圖10是圖9透視圖中D-D的橫截面圖;
圖11是該發明的第二種最佳實施方案的擠出成型示意圖;
圖12是該發明的2004年7月之前技術的透視圖;
圖13是該發明的一種安裝套用圖例。
權利要求
1、《一種軟管燈改良結構》其特徵在於:包括一芯線,由柔性塑膠擠出成型一個預製長度的條狀體,該條狀體的橫截面一側、上下間隔地設定有至少2根銅絞合線,該銅絞合線縱向延伸與條狀體等長度,在該條狀體橫截面的另一側設定有與該銅絞合線平行的橫向孔,多個橫向孔以預製的間距均勻地分布在條狀體的整個縱向長度上;多個LED燈泡,通過LED燈泡導電腳上連線的引線相互串聯、及與至少一個限流電阻相串接,該LED串聯燈串的首端和末端的引線與上述芯線中的銅絞合線作電氣連線,所述的多個LED燈泡、限流電阻及其引線的串聯連線點相應地塞入上述芯線中的多個橫向孔中;一散光體,設定在上述多個LED燈泡上方與上述芯線等長度的,用於擴散LED光線的預定高度和預定寬度的乳色不透明體;一包覆層,由柔性塑膠擠出成型一個用於覆蓋或者包覆上述芯線、散光體及多個LED燈泡的、與上述芯線等長度的包覆層,該包覆層的位於LED燈泡照射上方的部份是一模擬霓虹燈玻璃管狀發光面的半圓形曲面,該包覆層與上述散光體是等長度一體擠出成型的,與散光體為一整體;一縱向設定在上述包覆層上、用於遮擋LED燈泡的側光的不透光罩殼。一接頭,設定在上述芯線及包覆層的首端與電源的供電線的連線處,用以包覆所述的銅絞合線與電源的供電線的電氣連線的塑膠罩殼。一尾塞,設定在上述芯線及包覆層的尾端,用以包覆所述的銅絞合線的塑膠罩殼。
2、根據權利要求1所述的一種軟管燈改良結構,其特徵在於:所述的不透光罩殼可以是與所述的包覆層上下對應同時一體擠出成型的不透光塑膠層。
3、根據權利要求1所述的一種軟管燈改良結構,其特徵在於:所述的不透光罩殼可以是在所述的包覆層外再通過擠出成型包覆的不透光塑膠層。
4、根據權利要求2或3所述的一種軟管燈改良結構,其特徵在於:所述的不透光塑膠層可以是具有反光作用的白色不透光塑膠層。
5、根據權利要求2或3所述的一種軟管燈改良結構,其特徵在於:所述的不透光塑膠層的底部兩側可以設定有便於安裝固定的唇邊。
6、根據權利要求1所述的一種軟管燈改良結構,其特徵在於:還可以設定一個注塑成型在電源供電線上的LED驅動元件。
7、根據權利要求6所述的一種軟管燈改良結構,其特徵在於:所述的LED驅動元件是交流變直流的電流轉換元件。
8、根據權利要求6所述的一種軟管燈改良結構,其特徵在於:所述的LED驅動元件是LED脈衝電流驅動元件。
9、根據權利要求1所述的一種軟管燈改良結構,其特徵在於:所述的散光體,可以是乳色PVC不透明體。
10、根據權利要求1所述的一種軟管燈改良結構,其特徵在於:所述的散光體,可以在該散光體中設定一個縱向通孔。
實施方式
參照圖1是《一種軟管燈改良結構》的透視圖,圖2是圖1中A-A的橫截面圖,圖3是該發明的第一種最佳實施方案的擠出成型示意圖。
該發明一種軟管燈改良結構,第一種最佳實施方案其製作過程包括:通常是兩根銅絞合線01a、01b穿過擠出成型機成型孔(圖中未顯示),自動連續擠出由柔性塑膠,通常是柔性PVC,成型的一個預製長度的條狀體,該條狀體即是該行業所述的芯線02。與以往不一樣的是,該發明一種軟管燈改良結構所述的芯線其銅絞合線01a、01b是位於芯線02的橫截面的同一側。
然後,在該芯線02的整個縱向長度上,用自動沖切機(圖中未顯示)間距均勻地沖制出多個與該銅絞合線01a、01b平行的橫向通孔03a、03b、03c、03d,該橫向孔位於芯線02中與銅絞合線01a、01b相對的另一側,與該銅絞合線01a、01b平行。
如圖12所示,2004年7月之前的技術的打孔型軟管燈,其芯線110上的橫向孔150a、150b、150c、150d、150e及LED160a、160b、160c以及LED引腳線扭結170a、170b是設定在銅絞合線120、130之間的,與銅絞合線120、130垂直。如圖1所示該發明所述的一種軟管燈改良結構一個重要特徵,是其將銅絞合線01a、01b上下間隔地設定在該條狀體的橫截面的一側,橫向通孔是設定在條狀體中與銅絞合線平行的另一側,這樣有利於該發明所述的軟管燈,在安裝底面上沿縱向長度上彎曲時,銅絞合線01a、01b位於同一個彎曲半徑上,延伸長度相同,使安裝使用時易於彎曲,如圖13所示,避免了2004年7月之前的技術的打孔型軟管燈,如圖12所示的,在安裝底面(即發光體底面)上彎曲時,銅絞合線120、130分別位於不同的彎曲半徑上,延伸長度不相同,造成安裝彎曲時的難度,以及造成銅絞合線上的電氣連線被拉斷。
LED燈泡其低能耗,低熱度,高亮度,小體積等優良特性,可以用來縮短LED燈泡的間距,增加軟管燈單位長度中LED燈泡的數量而不會引起軟管燈過熱,可以安全地提高軟管燈的亮度,使其超過玻璃霓虹燈的亮度變得實際可行。該發明一種軟管燈改良結構的最佳實施方案,其LED燈泡直徑是3-5MM,其LED亮度大約200Mcd,用於容置LED燈泡的橫向孔的中心間距只有1/2英寸。
在芯線02成型後,將LED燈泡04a、04b一個個塞入芯線中的橫向孔03a、03c中,LED燈泡與LED燈泡塞入的橫向孔之間留有一個橫向孔03b、03d,用以塞入LED燈泡的串聯連線線05,或其限流電阻06,該LED燈泡串聯燈串的首端的引線07和末端的引線(圖中未顯示)與上述芯線中的銅絞合線01a、01b分別作電氣連線(如圖1所示)。
在上述LED燈串塞滿整個上述預定長度的芯線後,該芯線02穿過擠出成型機16成型孔17,如圖3所示,自動連續擠出由柔性塑膠19,通常是柔性的乳色不透明PVC,成型一個用於覆蓋上述芯線02的與上述芯線等長度的散光體08,也即是所述的包覆層,同時,在該包覆層即散光體08的下面,還成型一個由柔性不透光塑膠18成型的用於包覆芯線及遮擋芯線內LED燈泡04的側光和底光的不透光罩殼,也即是將芯線02的兩側面及底麵包覆的不透光塑膠層14。該不透光塑膠層14可以是具有反光作用的白色不透光塑膠層。該不透光塑膠層14的底部兩側可以設定有便於安裝固定的唇邊141,如圖5、圖6所示,即第一種最佳實施方案的第二種結構方案。所述包覆層即散光體08與該不透光塑膠層14是上下對應同時一體擠出成型的,兩者為一整體。該包覆層即散光體08的位於LED燈泡04照射上方的部份,也即是在散光體08上方的部份,其外觀是一半圓形曲面10,用以模擬霓虹燈玻璃管狀發光面。該發明所述的不透光塑膠層14,使該發明一種軟管燈發出的光線,僅僅從散光體08的半圓形曲面10上照射出。該發明所述的擠出成型機16為設有兩個料斗的雙色共擠押出成型機,該技術已很普遍,在此不做敘述。
在芯線02穿過擠出成型機16的成型孔17時,該擠出成型的散光體08必須設定在芯線02中LED燈泡04的正上方,也就是說,LED燈泡04應當設定在該散光體的下方,接近散光體08的中線。在軟管燈工業中要實施上述要求,是普通的2004年7月之前的技術,在此不做更多敘述。
該發明一種軟管燈改良結構所述的散光體08,是乳白色不透明體,或稱為霧狀不透明體,通常是柔性乳白色PVC或亞克力(Acrylic)擠出成型;其寬度和高度是與芯線中LED燈泡的亮度和照射角度相關,LED燈泡的亮度高或照射角度大,其高度和寬度可以大一點;LED燈泡的亮度小或照射角度小,其高度和寬度必須小一點。散光體的寬度和高度愈大,則愈損失該發明一種軟管燈的外觀亮度,相應消除點狀光源的外觀效果好;散光體的寬度和高度愈小,愈減弱該發明一種軟管燈消除點狀光源的外觀,相應外觀亮度高。該發明一種軟管燈改良結構的最佳實施方案,其LED燈泡直徑是3-5毫米,其LED亮度大約200Mcd,其LED發光角度45℃,用於容置LED燈泡的橫向孔的中心間距只有1/2英寸。所述散光體的高度尺寸H是14毫米,散光體的寬度尺寸L是8毫米,如圖2所示。LED燈泡發出的光線通過散光體08折射和漫射後,相鄰的LED燈泡04a、04b、04c、04d發出的光線的邊緣區域相互重疊,如LED燈泡04b、04c發出的光線的邊緣區域形成重疊區20,使LED燈泡在邊緣區域光照亮度得到加強,而約等於LED燈泡中心部位發出的光照亮度,如圖4所示。因此,在該發明一種軟管燈的LED燈泡04的照射上方,即包覆層也即散光體08的半圓形曲面10上,從外觀上看,有霓虹燈連續均勻的光線效果。
在上述包覆層即散光體08和不透光罩殼14成型後,銅絞合線01a、01b應當與電源的供電線11做電氣連線,以及在該電氣連線位置上,設定一塑膠罩殼,用以保護該電氣連線,即該發明所述的接頭12,如圖1所示。另外,在上述芯線02和散光體08及不透光罩殼14的末端上,設定一用以包覆該末端的銅絞合線及其電氣連線線的塑膠罩殼,即該發明所述的尾塞13,如圖1所示。電氣連線及保護電氣連線的塑膠罩殼,在2004年7月之前的技術中,已有許多種不同的實施方法,在此不做詳細敘述。
為了提高模擬霓虹燈的發光效率,和光照強度,可以設定一個注塑成型在電源供電線11上的LED驅動元件15,如圖1所示,該LED驅動元件可以是交流變直流的電流轉換元件,用直流電流給LED燈泡供電,使LED燈泡發光穩定,避免LED燈泡發光時閃爍。2004年7月之前的技術的交流變直流,通常是用4個二極體整流,或其他更精密的整流技術,在此不做詳細敘述。該發明的所述的LED驅動元件,也可以是LED脈衝電流驅動元件,用脈衝電流給LED燈泡供電,使LED燈泡發光效率提高,能耗減少,也就是說,在能耗相同熱耗相同時,LED燈泡可以光照亮度更高,可以進一步提高模擬霓虹燈的光照強度。
該發明一種軟管燈改良結構的第一種最佳實施方案的第三種結構方案,所述的散光體,可以在其散光體中設定一個縱向通孔,如圖7、圖8所示。所述包覆層即散光體21與不透光塑膠層14上下對應同時一體擠出成型時,其散光體21中可以成型一個縱向通孔211,這樣,可以節省材料,從而使該發明一種軟管燈成本更低。此時,由於該縱向通孔211中空氣對光線的折射和發散能力,不及乳色不透明PVC材質的散光體08,因此,為了達到霓虹燈同樣的連續均勻光線效果,如圖7、圖8所示的在芯線02上方的包覆層即散光體21的高度尺寸H1應當大於如圖1、圖2、圖5、圖6所示的第一種最佳實施方案中所述的在芯線02上方的包覆層即散光體08的高度H,且視縱向通孔211尺寸的大小不同,H1具體的尺寸也不同,在此不做詳細敘述。
該發明一種軟管燈改良結構的第二種最佳實施方案如圖9、圖10所示,圖11是該發明的第二種最佳實施方案的擠出成型示意圖。在這種實施方案中,所述的不透光罩殼是在所述的包覆層081外再通過擠出成型包覆的不透光塑膠層22。該包覆層081是通過押出機在芯線02外一次性擠出成型的,其上部份即是該發明所述的散光體,其外觀同樣是一半圓形曲面10,其下部份則有一薄層09包覆於該發明所述的芯線02外。該包覆層081所採用的原材料通常是柔性的乳色不透明PVC料。在包覆層081押出成型後,再在包覆層081外通過擠出成型機23的成型孔24包覆一不透光塑膠層22,如圖11所示。該不透光塑膠層22包覆於包覆層081下部份薄層09的外圍,用來遮擋該發明一種軟管燈芯線02內的LED燈泡04的側光及底光。該不透光塑膠層22所採用的原材料18通常是柔性不透光塑膠,也可以是具有反光作用的白色不透光塑膠,這樣有利於增加該發明一種軟管燈的外觀亮度。
如圖13,是該發明一種軟管燈改良結構,用於製作的模擬霓虹燈的招牌字“OPEN”,安裝時,將該發明的一種軟管燈裁剪成所需要的字型圖案如“OPEN”,並用適當的固定附屬檔案如固定夾25,將各段字型圖案的燈體固定在安裝面26上。因此,該發明一種軟管燈改良結構安裝簡單,安全可靠。同時,從該發明一種軟管燈改良結構的半圓形曲面10的外觀上看,有連續均勻的光線效果,其餘的光線都被不透光罩殼14所遮擋,使該發明一種軟管燈改良結構製作的字型圖案,有模擬霓虹燈的光線效果,達到了軟管燈行業長期以來渴望而且追求的目標,同時也實現了連續自動化大批量生產模擬霓虹燈,從而比許多其他結構的模擬霓虹燈生產批量大,製作成本低,具有其他結構的模擬霓虹燈與軟管燈不可比擬的優越性。
榮譽表彰