(57)【要約】【課題】ＬＥＤモジュールの発熱を防止できるＬＥＤ回路を提供する。  【解決手段】  過電流保護回路を有する電源１０１から回路分岐して複数のＬＥＤモジュール１１７が接続され、各ＬＥＤモジュール１１７の先頭に自動復帰型のヒューズモジュール１０８が接続配置され、それぞれのＬＥＤモジュール１１７に対して過電流が流れるのを阻止している。ＬＥＤモジュール接続体１０７の先頭に接続されるヒューズモジュール１０８は、ＬＥＤモジュール１１７と形状や防水性能を同じくし、屋外でも使用できるようにする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
過電流保護回路を有する電源から回路分岐して複数のＬＥＤモジュールが接続され、各ＬＥＤモジュールの先頭に自動復帰型のヒューズモジュールが接続配置され、それぞれのＬＥＤモジュールに対して過電流が流れるのを阻止するようにしたことを特徴とするＬＥＤ回路。
【請求項２】
複数のＬＥＤモジュールが直列に接続されたＬＥＤモジュール接続体が形成され、ＬＥＤモジュール接続体の複数が電源の２次側に並列に接続されたことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ回路。
【請求項３】
前記ヒューズモジュールは、ＬＥＤモジュールと形状および／または防水性能を同じくしたことを特徴とする請求項１または２に記載のＬＥＤ回路。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のＬＥＤ回路を備えたことを特徴とするサイン看板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤサイン看板に使用される、ＬＥＤモジュールを使用したＬＥＤ回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、この種のＬＥＤ回路は、電源から回路分岐して複数のＬＥＤモジュールの集合体が並列接続され、各モジュール接続体には複数のＬＥＤモジュールが配線を介して直列に接続されてなる。各ＬＥＤモジュール接続体は、例えば、チャンネル文字の一文字（例えば「ＯＷＥＬＬ」のチャンネル文字を形成する際、「Ｏ」「Ｗ」「Ｅ」「Ｌ」「Ｌ」の各文字）を構成し、複数のＬＥＤモジュール接続体が集合して一つのチャンネル文字（例えば「ＯＷＥＬＬ」）からなるサイン看板を形成するようになっている。
【０００３】
特許文献１には、簡易な構成で、ＬＥＤ照明光の明るさを０〜１００％の広範囲に、かつグラデーションを調整することができるように、トランジスタ制御される、低消費電力駆動の可能な内照式看板が提案されている。この看板は、電源と、この電源に接続され制御信号を出力する制御回路と、電源から供給される電源電圧と接地電位間に接続され、発光ダイオード（ＬＥＤ）と当該発光ダイオード（ＬＥＤ）をオン／オフさせるトランジスタを直列接続したＬＥＤモジュールとを備えている。
【０００４】
この種のＬＥＤ回路では、弱電（１２Ｖ、２４Ｖ）であるが故に消費電力も少なく、かつ耐久性もあるため、将来的に白熱電球や蛍光灯などによるサイン看板の代替品として期待されている。
【０００５】
しかし、安全であるはずのＬＥＤモジュールが火災事故を引き起こすことがあった。その原因は、ほとんどの電源では、過電流保護回路（例えば、定格電流の１０５％以上、またはピーク電流の１０１％以上で動作し、自動復帰可能な回路）を内蔵しているため、何らかの原因で過電流が発生した場合、電源自体は過電流保護回路によって保護される。すなわち、過電流保護回路は、配線の負荷容量（電流容量）が大きくなった場合、電源の２次側の配線の許容電流を大きく超えたところで作動し、電源の保護機能を果たすが、電源の２次側の配線まで保護するものではない。
【０００６】
そのため、電源の２次側に接続されたＬＥＤモジュールが、何らかの原因でショートし、ＬＥＤモジュールを接続する配線が許容電流値以上になった場合であっても、電源の過電流保護回路が作動するまで、配線に電流が流れ続ける。そのため、ＬＥＤモジュールを接続する配線が過電流に耐え切れず、発熱を起こし、最悪の場合、火災発生の原因となっていた。
【０００７】
例えば、図３に示すように、ＡＣＤＣ１２Ｖ・６００Ｗの電源１０１の２次側にＬＥＤモジュール接続体１０７を接続したＬＥＤ回路において、何らかの不具合で、２次側のＬＥＤモジュール接続体１０７がショートした場合、配線抵抗の抵抗値に応じた電流が流れてしまう。
【０００８】
この場合、２次側にあるＬＥＤモジュール接続体１０７の配線が、例えば、ＡＷＧ１８（ＡＷＧ：American  wire  gauge）では、その直径１．０２４ｍｍとすれば、断面積は０．７５ｍｍ２となる。ＬＥＤモジュール接続体１０７の長さを往復で１５ｍとした場合、ＬＥＤモジュール接続体を構成する電線の全抵抗Ｒは、全抵抗Ｒ＝抵抗率ρ×長さＬ÷断面積Ｓで表されるから、電線を構成する銅の抵抗率を０．０１７２［Ωｍｍ２／ｍ］とすると、ＬＥＤモジュール接続体の電線の全抵抗Ｒは、
Ｒ＝０．０１７２［Ωｍｍ２／ｍ］×１５［ｍ］÷０．７５［ｍｍ２］
＝０．３４４Ω
となる。
【０００９】
上記の条件で、ＬＥＤモジュール接続体の端末がショートした場合、ＬＥＤモジュールにかかる電圧を１２Ｖで計算すると、ＬＥＤモジュール接続体に流れる電流量は、
１２［Ｖ］÷０．３４４［Ω］＝３４．９Ａとなる。
【００１０】
ＬＥＤモジュールを構成するＡＷＧ１８（断面積０．７５ｍｍ２）の電線の許容電流値はほぼ７［Ａ］程度である。したがって、ＬＥＤモジュールがショートした場合、ＬＥＤモジュールの配線には、許容電流値７［Ａ］以上の３４．９［Ａ］の過電流が流れることになる。ＡＣＤＣ電源１０１の過電流保護回路が作動する電流値が約５０Ａとすると、その電流値に達するまで、ＬＥＤモジュール接続体１０７には過電流が流れることになり、ＬＥＤモジュール接続体の配線が発熱し、火災発生の原因となるといった問題点があった。
【００１１】
過電流保護機能を備えた別のＬＥＤ回路として、図４に示すように、ヒューズブレーカ１０４を用いたものがある。このＬＥＤ回路は、図４に示すように、電源ボックス１００内に、６００［Ｗ］、１２［Ｖ］のＡＣＤＣ電源１０１が内蔵されている。ＡＣＤＣ電源１０１の入力側が主幹漏電ブレーカ１０３を介してＡＣ１００Ｖ／２００Ｖの商用電源に接続されている。また、ＡＣＤＣ電源１０１の出力側は、基線（例えば、ＶＶＦ１．６ｍｍ−２ｃ）の先端に３列のＬＥＤモジュール接続体１０７が並列接続されている。基線１０５には、２０Ａのヒューズブレーカ１０４である保護回路が介在されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００８−３０４６９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、図４に示すＬＥＤ回路では、端末のＬＥＤモジュール接続体の配線は、ＡＷＧ２０ないし１８が多く採用されており、これらの最大電流値、例えば、ＡＷＧ２０の最大電流値は１３Ａ程度であるので、ＬＥＤモジュールがショートした場合、ＬＥＤモジュール接続体に上述の算出式で算出したと同様に、最大電流以上の過電流、例えば、１３Ａ以上の過電流が流れ、基線１０５に２０Ａのヒューズブレーカ１０４を配置したとしても、ＬＥＤモジュールの発熱・火災発生の安全対策にならないといった問題点があった。
【００１４】
本発明は、上記に鑑み、簡単な構成で、ＬＥＤモジュールの発熱を防止できる安全なＬＥＤ回路の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明では、分岐されたＬＥＤモジュールの先頭にヒューズモジュールを配置することにより、分岐された各ＬＥＤモジュールのショートなどによる不具合・発火事故を未然に防ぐことができるようにしたものである。
【００１６】
具体的な実施形態としては、過電流保護回路を有する電源から回路分岐して複数のＬＥＤモジュールが接続され、各ＬＥＤモジュールの先頭に自動復帰型のヒューズモジュールが接続配置され、それぞれのＬＥＤモジュールに対して過電流が流れるのを阻止するようにしている。
【００１７】
上記構成によると、ＬＥＤモジュールの先頭にヒューズモジュールを介在することにより、ＬＥＤモジュールがショートした場合、過電流が流れたとしても、ヒューズモジュールの遮断電流をＬＥＤモジュールの少なくとも最大電流値以下、好ましくはＬＥＤモジュールの許容電流値以下のものを使用すれば、それぞれの回路分岐されたＬＥＤモジュールを過電流から有効に保護することができる。
【００１８】
ここで、ＬＥＤモジュールは、単独であってもよいが、配線を介して直線状（ライン状）、Ｃ字状あるいはリング状に各モジュールを配線により接続し、一つのＬＥＤモジュール接続体を形成してもよい。
【００１９】
また、電源の２次側には複数のＬＥＤモジュールが並列に接続される。並列接続されたＬＥＤモジュールにより、チャンネル文字などのサイン看板として使用することができる。
【００２０】
ＬＥＤモジュール接続体の先頭に接続されるヒューズモジュールは、ＬＥＤモジュールと形状や防水性能を同じくし、屋外でも使用できるようにすると、看板内部に設置するスペースや屋外の水に対する配慮も不要となる。
【発明の効果】
【００２１】
以上のとおり、ＬＥＤモジュールの先頭にヒューズモジュールを接続状態で供給するので、施工が容易となり、また、ヒューズモジュールをＬＥＤモジュールと形状・防水性能も同じくすると、例えば、看板内部に設置するスペースや屋外の水に対する配慮も不要となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態のＬＥＤ回路の構成図である。
【図２】ＬＥＤモジュールとヒューズモジュールの接続状態を示す図である。
【図３】従来のＬＥＤ回路を模式図である。
【図４】従来のＬＥＤ回路を一例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態のＬＥＤ回路の構成図である。図２はＬＥＤモジュールとヒューズモジュールの接続状態を示す図である。
【００２４】
図１および図２に示すように、本実施形態のＬＥＤ回路は、過電流保護回路を有する電源１０１から基線１０５を介して回路分岐して複数のＬＥＤモジュール接続体１０７が並列接続され、各ＬＥＤモジュール接続体１０７の先頭には、自動復帰型のヒューズモジュール１０８が接続配置され、それぞれのＬＥＤモジュール１０７に対して過電流が流れるのを阻止するようにしている。
【００２５】
電源１０１は、ＡＣＤＣ電源が使用される。ＡＣＤＣ電源１０１は、交流（ＡＣ）電源を直流（ＤＣ）電源に変換する電源である。本例では、６００Ｗ、１２Ｖの電源が使用されているが、この電源の規格に限定されるものではない。
【００２６】
電源の変換形式としては、周知のように、トランジスタなどによるスイッチングタイプと、トランスを用いて交流を直流に変換するトランスタイプとがあるが、そのいずれを採用してもよい。
【００２７】
電源１０１の入力側は、主幹漏電ブレーカ１０３を介してＡＣ１００Ｖまたは２００Ｖの商用電源１０９に接続されている。電源１０１の出力側は、基線１０５（例えば、ＶＶＦ１．６ｍｍ−２ｃ：平型ビニル絶縁ビニルケーブル、直径１．６ｍｍの配線×２芯）に、３列のＬＥＤモジュール接続体１０７が並列接続されている。基線１０５の許容電流は１５Ａ〜１８Ａに設定される。基線１０５の規格およびＬＥＤモジュール接続体１０７の並列本数も本例のものに限定されるものではない。
【００２８】
ＡＣＤＣ電源１０１は、過電流保護回路を内蔵している。過電流保護回路は、例えば、定格電流の１０５％以上、またはピーク電流の１０１％以上で動作し、自動復帰可能な回路となっている。何らかの原因で過電流が発生した場合、電源自体は過電流保護回路によって保護される。例えば、ＡＣＤＣ電源１０１の過電流保護回路が作動する電流値は約５０Ａとする。
【００２９】
ＬＥＤモジュール接続体１０７は、図２に示すように、複数のＬＥＤモジュール１１７が配線１１２を介して直列に接続されてなる。各ＬＥＤモジュール１１７は、複数のＬＥＤ１１０が透光性の外装１２０に集約されてモジュール化されている。配線１１２は、例えば、ＡＷＧ２０（ＡＷＧ：American  wire  gauge）が採用される。ＡＷＧ２０の最大電流値は１３Ａ程度である。
【００３０】
ヒューズモジュール１０８は、ＬＥＤモジュールと同様に、周知の自動復帰型ヒューズが透光性の外装１２１に収容されてモジュール化され、防水機能を発揮できるようになっている。そして、各ＬＥＤモジュール接続体１０７の先頭、つまり、複数のＬＥＤモジュール１１７よりも電源側に接続配置されている。
【００３１】
ヒューズモジュール１０８は、過電流からＬＥＤモジュール１１７を保護するもので、電気的な過負荷や短絡が発生した場合、低抵抗から超高抵抗に瞬時に切り替えられ、故障条件の修正や電力の除去が発生した場合、すばやく自動的に低抵抗にリセットされる。このヒューズモジュール１０８は、ＬＥＤモジュール１１７と形状が同じく設定され、また、防水性能も同じく設定される。例えば、図２に示すように、ヒューズモジュール１０８は、ＬＥＤモジュール１１７と同様に直線状に形成される。本例のヒューズモジュール１０８の許容電流値は１０Ａに設定される。
【００３２】
なお、ＬＥＤモジュール１１７の形状は上記のように直線状あるいは棒状のものに限らず、リング状、Ｃ字状など、種々の形状を採用できる。ヒューズモジュール１０８もＬＥＤモジュール１１７の形状に合わせて種々の形状を採用することができる。
【００３３】
上記構成においては、何らかの原因で、ＬＥＤモジュール１１７がショートして、ＬＥＤモジュール接続体１０７に１０Ａ以上の電流が流れた場合、ＬＥＤモジュール接続体１０７の先頭にあるヒューズモジュール１０８が作動して、ＬＥＤモジュール１１７に過電流が流れるのを阻止する。
【００３４】
そのため、ＬＥＤモジュール接続体１０７の構成要素である配線１１２として、許容電流値１３ＡのＡＷＧ２０を使用しても、配線１１２に過電流が流れることなく、ヒューズモジュール１０８で遮断することになる。
【００３５】
したがって、分岐された各ＬＥＤモジュール１１７のショートなどによる配線１１２の発熱などの不具合や発火事故を未然に防ぐことができる
そして、故障条件の修正や電力の除去が発生した場合、ヒューズモジュール１０８が自動復帰するので、非復帰型のヒューズを使用する場合に比べてメンテナンスが容易となる。
【００３６】
また、ＬＥＤモジュール接続体１０７の先頭に接続されるヒューズモジュール１０８は、ＬＥＤモジュール１１７と形状や防水性能を同じくし、屋外でも使用できるようにしているので、サイン看板の内部に設置するスペースや屋外の水に対する配慮も不要となる。
【００３７】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正・変更を加えることができるのは勿論である。例えば、図１，２においては、複数のＬＥＤモジュールを配線により直列に接続してＬＥＤモジュール接続体を構成したが、ＬＥＤモジュール単体の先頭にヒューズモジュールを接続配置した構成であってもよい。また、ＬＥＤモジュール接続体は、直線状のものを例示したが、渦巻き状や他の形態であってもよいことは勿論である。さらに、ＬＥＤモジュール接続体は、ＬＥＤモジュールを配線により直列に接続されたものに限らず、複数のＬＥＤモジュールを並列に接続して構成したものであってもよい。要するに、本発明は、ＬＥＤモジュールに流れる過電流を阻止するために、電源の２次側に相当するＬＥＤモジュールの先頭にヒューズモジュールを接続配置したものならば、どのような形態のものであってもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１００  電源ボックス
１０１  ＡＣＤＣ電源
１０３  漏電ブレーカ
１０４  ヒューズブレーカ
１０５  基線
１０７  ＬＥＤモジュール接続体
１０８  ヒューズモジュール
１１７  ＬＥＤモジュール
１２０  外装
１２１  外装
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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