УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЕ УСТРОЙСТВО ГИБКОЙ СВЕТЯЩЕЙСЯ ТРУБКИ С ИЗМЕНЯЕМЫМ ЦВЕТОМ СВЕЧЕНИЯ
IMPROVED FLEXIBLE LUMINOUS TUBE WITH CHANGEABLE LIGHT EMISSION COLOUR

ПРЕДШЕСТВОВАВШИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Данное изобретение относится к декоративным источникам света, в частности к светящимся трубкам с изменяемым цветом свечения для воспроизведения эффектов непрерывного, равномерного, ярко окрашенного и мягкого неонового свечения.
Известные светящиеся трубки для воспроизведения эффектов неонового света снабжены поперечными сквозными отверстиями в сердечнике и смонтированными в них светодиодами. При этом несмотря на то, что достигается получение эффектов непрерывного, равномерного, ярко окрашенного и мягкого неонового свечения, эффект изменения цвета недоступен.
В международной РСТ заявке на патент №PCT/CN2004/000634, поданной настоящим заявителем, средство фиксации для размещения светодиодов красного, зеленого и синего цветов и расположения сердечника в поперечных сквозных отверстиях не раскрыто.
Если светящаяся трубка для воспроизведения эффектов разноцветного неонового свечения разработана в соответствии с описанной выше международной заявкой на патент, светодиоды красного, зеленого и синего цвета должны быть размещены в три параллельных поперечных сквозных отверстия соответственно и, таким образом, зазор между ними получается очевидно большим, что препятствует рассеянию и формированию однородного светового потока рассеивателем, смешению цветов и изменению цвета. Если красный, зеленый и синий светодиоды одновременно размещены в поперечном сквозном отверстии, три светодиода могут легко смещаться из-за отсутствия фиксирующего устройства, что препятствует смешению цветов, изменению цвета и приводит к неравномерности цвета излучаемого света, и, кроме того, конструкция получается недостаточно компактной и прочной, питающие провода светодиодов могут быть легко повреждены, что приведет к плохому электрическому контакту. Поэтому целью компаний в данной области является разработка светящейся трубки для воспроизведения эффектов непрерывного, равномерного и мягкого неонового света, которая способна изменять и смешивать цвет светового потока, обладает компактной и прочной конструкцией, может свободно изгибаться и может быть обрезана или удлинена при необходимости.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ.
Принимая во внимание предшествовавший уровень техники и сопутствующие ему ограничения, целью настоящего изобретения является создание светящейся трубки для воспроизведения эффектов непрерывного, равномерного, ярко окрашенного и мягкого неонового света, которая способна изменять и смешивать цвет неонового свечения, а также имеет компактную и прочную конструкцию, позволяющую свободно изгибать, укорачивать или удлинять трубку при необходимости.
Вышеназванные цели настоящего изобретения достигаются следующими техническими решениями.
Усовершенствованная трубка с изменяемым цветом свечения, содержащая:
сердечник, сердечник сформирован из полосы заранее заданной длины, полученной из белого непрозрачного гибкого пластика путем экструзионной формовки, в котором четыре медных многожильных провода расположены через вертикальные интервалы друг от друга с одной стороны поперечного сечения полосы, два продольных сквозных отверстия выполнены в средней части поперечного сечения полосы, медный многожильный провод имеет ту же длину, что и длина продольного сквозного отверстия, прорезь выполнена продольно на верхней стороне боковой стенки продольного сквозного отверстия, множество поперечных сквозных отверстий, выполненных с заданным равным интервалом вдоль продольной оси полосы, каждое из поперечных сквозных отверстий параллельно четырем медным многожильным проводам и расположено в центре полосы, паз в форме перевернутой трапеции сформирован на верхней стороне стенки полосы;
множество светодиодов, светодиоды соединены последовательно друг с другом и с по крайней мере одним ограничивающим ток резистором, два конца цепочки, образованной последовательно соединенными светодиодами и по крайней мере одним ограничивающим ток резистром, электрически соединены с положительным полюсом и отрицательным полюсом четырех медных многожильных проводов в сердечнике соответственно;
рассеиватель, рассеиватель представляет собой полупрозрачный объект молочного цвета с длиной, равной длине сердечника, и заранее заданной высотой и шириной, расположенный поверх множества светодиодов для рассеивания их светового потока;
оболочку, оболочка с длиной, равной длине сердечника, образована из белого непрозрачного гибкого пластика путем экструзионной формовки и охватывает сердечник, рассеиватель и множество светодиодов, оболочка, являясь полукруглой поверхностью, имитирует излучающую поверхность неоновых источников света, оболочка изготовлена вместе с рассеивателем в виде единого целого;
где элемент образован размещением красного светодиода, зеленого светодиода и синего светодиода из множества светодиодов в средстве для фиксации, множество элементов соединены в ряд и размещены в множестве поперечных сквозных отверстий сердечника соответственно.
Поперечные сквозные отверстия выполнены в виде квадратной, круглой или эллиптической формы.
Средство для фиксации (держатель) может быть выполнен в виде корпуса. Корпус может иметь квадратную, круглую или эллиптическую форму. Корпус имеет открытую верхнюю и нижнюю части, открытая часть корпуса снизу несколько больше, чем сверху. Корпус в нижней части снабжен защелкивающейся планкой с защелкой для закрытия поверх светодиодов. Корпус в нижней части имеет прорези для вывода питающих проводов светодиодов с двух сторон. Защелкивающаяся планка имеет выступ/клин для опоры светодиодов и разделения двух питающих светодиоды проводов.
Выполненная в соответствии с настоящим изобретением усовершенствованная светящаяся трубка с изменяемым цветом свечения имеет следующие преимущества.
Благодаря тому факту что элемент образован размещением светодиодов красного, зеленого и синего цветов в средстве для фиксации (держателе) и множество элементов размещено в поперечных сквозных отверстиях сердечника, светящаяся трубка имеет компактную и прочную структуру, питающие провода светодиодов мало подвержены повреждениям, электрический контакт стабилен, отсутствует смещение между тремя светодиодами элемента, малое расстояние между тремя светодиодами, составляющими элемент, что дает преимущества для изменения цвета и смешения цветов красного, зеленого и синего светодиодов, в результате чего светящаяся трубка, изготовленная в соответствии с настоящим изобретением, дает эффект непрерывного, равномерного ярко окрашенного и мягкого неонового свечения и может быть свободно изогнута, обрезана или удлинена при необходимости. Соответственно может быть получено изменяющееся и мигающее свечение семи цветов, а также множество сочетаний цветов свечения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 - общий вид светящейся трубки, выполненной в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.2 - поперечное сечение по линии А-А светящейся трубки, показанной на Фиг.1.
Фиг.3 - увеличенный вид секции «В» Фиг.1.
Фиг.4 - схематичный вид экструзионной формовки светящейся трубки, выполненной в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.5 - принципиальная схема оптической системы светящейся трубки, выполненной в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.6 - изображение, в разобранном виде, средства для фиксации, выполненного в виде квадратного корпуса в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.7 - изображение, в собранном виде, средства для фиксации, выполненного в виде квадратного корпуса в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.8 - общий вид светящейся трубки, изготовленной по известной на момент подачи заявки технологии.
Фиг.9 - пример использования светящейся трубки, изготовленной в соответствии с настоящим изобретением.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Как показано на Фиг.1, Фиг.2 и Фиг.3, в процессе изготовления усовершенствованной светящейся трубки с изменяемым цветом свечения четыре медных многожильных провода 01a, 01b, 01c и 01d проходят через формовочное отверстие (не показано) пресс-формовочной машины, полоса заданной длины, изготовленная из белого непрозрачного гибкого пластика (например, такого как ПВХ) или пластика другого цвета, автоматически последовательно выдавливается. Полоса имеет паз в форме перевернутой трапеции. Полоса является сердечником 02. В средней части сердечника 02 располагаются, горизонтально, с интервалом, два продольных сквозных отверстия 18а и 18b. Медные многожильные провода 01a, 01b, 01c и 01d и продольные сквозные отверстия 18а и 18b тянутся в продольном направлении вдоль полосы и имеют длину, равную длине сердечника 02. Прорези 181а, 181b выполнены продольно на верхней стороне стенки продольных сквозных отверстий 18a, 18b соответственно.
Затем вдоль всей длины сердечника 02, параллельно с медными многожильными проводами 01a, 01b, 01c и 01d, с помощью автоматической перфорационной машины пробивается, через равный интервал, множество поперечных сквозных отверстий 03a, 03b, 03c, 03d, 05a и 05b. Интервальные сквозные отверстия расположены в средней части сердечника 02, на противоположной стороне от той, на которой находятся медные многожильные провода 01a, 01b, 01c и 01d, и параллельно им. Пробитые поперечные сквозные отверстия образуют в сердечнике как минимум один ряд и могут быть в два, три и более рядов. Поперечные сквозные отверстия могут быть квадратной, круглой или эллиптической формы. В данном варианте поперечные сквозные отверстия 03a, 03b, 03c, 03d квадратные, а поперечные сквозные отверстия 05a, 05b других двух рядов - круглые.
Светодиодная лампа обладает такими полезными качествами, как малое потребление энергии, низкая температура, высокая яркость и малый размер, соответственно, зазор между светодиодами может быть уменьшен для увеличения числа светодиодов на длину элемента, таким образом, яркость светящейся трубки может быть безопасно увеличена, и возможно получить яркость, превосходящую таковую у стеклянных неоновых трубок. Предпочтительно использовать светодиодные лампы эллиптической или плоской формы диаметром/шириной от 3 мм до 5 мм с яркостью около 200 мкд и устанавливать расстояние между поперечными сквозными отверстиями 03a, 03b, 03c и 03d всего 1/2 дюйма (12,7 мм).
В настоящем изобретении элемент образован размещением красного светодиода, зеленого светодиода и синего светодиода из множества светодиодов в средстве для фиксации (держателе), множество элементов соединено в ряд и соответственно размещено в поперечных сквозных отверстиях в сердечнике. Корпус средства для фиксации выполнен квадратной, круглой или эллиптической формы. Как показано на Фиг.6, Фиг.7, средство для фиксации предпочтительно выполняется в форме квадратного корпуса 23, который может предотвратить повреждение питающих проводов светодиода и обеспечить компактность и прочность конструкции. Квадратный корпус 23 имеет открытые верхнюю 27 и нижнюю 28 части, открытая часть снизу 28 слегка больше открытой части сверху 27. Корпус 23 в нижней части снабжен защелкивающейся планкой 24 с защелкой 25 для закрытия поверх светодиодов. Защелкивающаяся планка 24 имеет выступ 26 для поддержки светодиодов и разделения двух питающих проводов светодиодов. Корпус 23 имеет прорези 29 для вывода снизу питающих проводов светодиодов в две стороны. Светодиодная лампа 04, то есть три светодиода (красный, зеленый и синий), устанавливается в квадратный корпус 23 с нижней стороны 28 и затем закрывается защелкивающейся планкой 24 так, чтобы выступ 26 точно разделял два питающих провода и поддерживал светодиоды. Питающие провода 291 выводятся из корпуса через прорези 29. Защелкивающаяся планка 24 и защелка 25 защелкиваются между собой таким образом, что получается прочная и компактная конструкция, позволяющая избежать повреждения питающих проводов светодиодов, как показано на Фиг.7.
После изготовления сердечника 02 квадратные корпуса 04a, 04b, 04c и 04d, каждый из которых содержит три светодиода - красный, зеленый и синий, соединяются последовательно в соответствии с цветом так, что красные светодиоды соединены каждый друг с другом в одну цепь, зеленые светодиоды соединены каждый друг с другом в одну цепь и синие светодиоды соединены каждый друг с другом в одну цепь. По крайней мере один ограничивающий ток резистор 06 соединен последовательно со светодиодами. Квадратные корпуса 04a, 04b, 04c и 04d вставлены в квадратные поперечные сквозные отверстия 03a, 03b, 03c, 03d сердечника 02 соответственно последовательности. Два круглых поперечных сквозных отверстия 05a, 05b для размещения проводов, соединяющих светодиоды или последовательно соединенный ограничивающий ток резистор 06, расположены между двумя поперечными квадратными сквозными отверстиями. Питающие провода 291 светодиодов 04 и соединительные провода к ним размещены в продольных сквозных отверстиях 18a, 18b через прорези 181a и 18lb. После того как в сердечник 02 установлена цепочка светодиодов, питающие провода 07 с передней части цепочки светодиодов присоединяются к медным многожильным проводам 01a, 01b, 01c, а другой конец цепочки светодиодов присоединяется к медному многожильному проводу 01d так, что образуется три цепи, как на Фиг.3.
Как показано на Фиг.8, известная светящаяся трубка сформирована из сердечника 120, закрытого рассеивателем 180 и светозащитным слоем 190. Медные многожильные провода 110a, 110b проложены с интервалом в верхней и нижней части с одной стороны поперечного сечения сердечника 120, а светодиоды 140a, 140b расположены на другой стороне напротив медных многожильных проводов 110a, 110b. Светодиоды 140a, 140b, соединительный провод 150 и ограничивающий ток резистор 160 вставлены в поперечные сквозные отверстия 130b, 130c и 130d сердечника 120. Средство для фиксации не используется, и светодиоды 140a, 140b вставлены непосредственно в поперечные сквозные отверстия.
После полной установки вышеописанной цепочки светодиодов в сердечник 02 сердечник 02 пропускается через формовочное отверстие 17 пресс-формовочной машины 16, как показано на Фиг.4, оболочка 14 такой же длины, как и сердечник 02, для покрытия сердечника 02 формируется автоматически выдавливанием гибкого пластика 19. Рассеиватель, представляющий собой полупрозрачный объект молочного цвета, автоматически и последовательно выдавливается вместе с оболочкой 14. Рассеиватель имеет ту же длину, что и оболочка 14. То есть когда сердечник 02 проходит пресс-формовочную машину, рассеиватель 08 формируется сверху сердечника 02, оболочка 14 формируется снизу сердечника 02 и рассеиватель 08 с оболочкой 14 выдавливаются одновременно в виде единого целого в процессе экструзионной формовки. Пластик 19 для формовки рассеивателя и оболочки представляет собой полупрозрачный пластик молочного цвета, обычно ПВХ. Рассеиватель 08 размещен сверху светодиодной лампы 04 и имеет полукруглую поверхность 10 для имитации излучающей поверхности трубки неонового света. Рассеиватель 08 сверху сердечника 02 имеет размеры 14 мм в высоту и 27 мм в ширину, как показано на Фиг.2.
Специалистам в данной области техники известно, что при прохождении сердечника 02 через формовочное отверстие 17 формовочной машины 16 рассеиватель 08 должен быть размещен непосредственно над светодиодной лампой 04 в сердечнике 02, то есть светодиодная лампа 04 должна быть размещена точно под рассеивателем 08 и близко к средней линии рассеивателя 08.
Так как сердечник 02 изготовлен из непрозрачного пластика, излучение светодиода не проникает сквозь две боковые стенки сердечника 02 после того, как светодиод размещен в квадратном поперечном сквозном отверстии сердечника. Непрозрачный сердечник 02 выполняет функцию экранирования излучения от боковой поверхности светодиодов 04 так, что свет излучается только с верхней части светодиодов 04 и выходит наружу через рассеиватель 08.
Рассеиватель 08 усовершенствованной светящейся трубки с изменяемым цветом свечения, выполненной в соответствии с настоящим изобретением, представляет собой полупрозрачный объект молочного цвета или туманно-полупрозрачный объект, обычно изготовленный из гибкого ПВХ молочного цвета или акрила путем экструзионной формовки. Ширина и высота рассеивателя 08 соотносятся с яркостью и углом излучения светодиодов в сердечнике. Высота и ширина рассеивателя могут быть больше, если яркость и угол излучения светодиодов велики, и, наоборот, если яркость и угол излучения светодиодов малы - высота и ширина рассевателя должны быть меньше. Чем больше ширина и высота рассеивателя, тем больше потеря в яркости и лучше устранение эффекта световых пятен. Напротив, чем меньше ширина и высота рассеивателя, тем слабее устранение эффекта пятен света и больше яркость. Для настоящего изобретения предпочтительными являются диаметр или ширина светодиода 3~5 мм, яркость 200 мкд, угол излучения светодиода 45 градусов и расстояние между квадратными поперечными сквозными отверстиями в сердечнике 02, содержащими квадратные корпуса со светодиодами, - 1/2 дюйма (12,7 мм). Рассеиватель 08 выполнен высотой Н 14 мм и длиной L 27 мм, как показано на Фиг.2. Излучение светодиодов рассеивается и преломляется рассеивателем 08, и лучи от светодиодов 04a, 04b, 04c, 04d частично накладываются друг на друга по краям, например испускаемые светодиодами 04b, 04c лучи накладываются друг на друга на отрезке 121, таким образом, яркость краевой части светодиодов усиливается и почти равна яркости центральной части светодиодов, как показано на Фиг.5. Благодаря этому внешний вид светящейся трубки, выполненной в соответствии с настоящим изобретением, имеет эффект плавного и ровного свечения, как у неоновых трубок.
После того как вышеописанная оболочка сформирована, медные многожильные провода 01a, 01b, 01c, 01d должны быть электрически присоединены к подающему напряжение проводу 11 и должна быть установлена пластиковая оболочка для защиты электрического соединения, таким образом формируется разъем 12, как показано на Фиг.1.
В то же время пластиковая оболочка, т.е. задняя крышка 13, предназначенная для герметизации медных многожильных проводов и электрических соединительных проводов, формируется на задней стороне вышеупомянутых сердечника 02 и оболочки 14. Специалистам в данной области техники известно, что доступно множество способов изготовления электрических соединителей и пластиковых оболочек для защиты электрических соединений.
Конструкция сердечника усовершенствованной светящейся трубки с изменяемым цветом свечения в соответствии с настоящим изобретением показана на Фиг.1, Фиг.2 и Фиг.3. Сердечник 02 имеет паз на стороне, куда обращена верхняя часть светодиодной лампы 04, паз имеет форму перевернутой трапеции. Две наклонные поверхности трапецоида концентрируют и отражают световые лучи, испускаемые светодиодами 04 в сердечнике 02, что приводит к видимому увеличению яркости сверху полукруглой поверхности и улучшению эффекта ровного, непрерывного, ярко окрашенного светового потока. Дополнительно на каждую наклонную поверхность паза в сердечнике 02 может быть добавлен слой люминофора для получения светового потока более богатых цветов.
Как показано на Фиг.9, световая панель, демонстрирующая слово «OPEN», изготовлена с использованием светящихся трубок, выполненных согласно настоящему изобретению, которые имитируют неоновый свет. В ходе сборки светящиеся трубки обрезаются и гнутся так, чтобы образовалось слово «OPEN», светящиеся трубки закрепляются на панели 31 с помощью крепежных устройств, таких как скобки 30. Таким образом, усовершенствованная светящаяся трубка с изменяемым цветом свечения, выполненная в соответствии с настоящим изобретением, имеет простую конструкцию, может быть легко собрана, безопасна и надежна. В то же время полукруглая поверхность 10 светящейся трубки сверху воспринимается как излучающая непрерывный ровный свет, световой поток от боковых сторон светодиодов экранирован непрозрачным сердечником для того, чтобы форма слова, образованная светящейся трубкой настоящего изобретения, имела вид неонового источника света, и возможно получение различных эффектов смены и смешения цветов.