采用发光二极管的发光标志牌的制作方法
专利名称：采用发光二极管的发光标志牌的制作方法
本申请要求于2001年5月25日提交的美国非临时专利申请No.09/866,581的优先权。
背景技术：
对于制造商业标志牌领域中的技术人员来说众所周知的是，通道文字是最具吸引力和最昂贵的标志文字形式。简言之，通道字母通常包括带有待形成的字母形状的塑料垫板或金属垫板。金属通道侧板，通常由铝制成，内表面和外表面上过漆或抛过光，附着到并密封到字母垫板上，留出待形成的字母深度。电发光固定装置，如氖管和装配架，附着到字母垫板上。通常，有色的半透明塑料字母表面附着到通道侧面材料的前缘部分。
如上所述，氖管发光装置通常被整合到通道文字系统中。氖光灯系统是非常易碎的，因此在制造、运输、或安装过程中容易出现故障或破碎。并且，这样的照明系统使用高压(例如在约4,000伏和15,000伏之间)电激发管道内的氖气。高压应用从来都是与触电死亡和由火灾导致的建筑物损坏联系在一起。半导体发光(例如发光二极管)克服了这些缺陷的大多数，已被用于通道文字。
一种传统的通道文字设备将一个发光二极管(“LED”)系统连接到通道文字背面，以便该LED系统向位于该设备前面的半透明表面发射光线。LED以固定间距(例如2英寸)隔开，并被按压到凹座内。该凹座被设计为用于改进的Super Flux(Piranha)封装的压配合。该Piranha的引线框架弯曲90度以被装配到凹座内。LED的连接类似于绝缘层剥离(“IDC”)。该凹座也具有两个用于红线和黑线的IDC位置。此系统将所有LED平行放置。而且，两部分电源(初级(120VAC到24VDC))和次级(24 VDC到～2.3VDC))具有两个基本接头。该次级连接具有读出电路，该读出电路连接有一个LED，用于测定施加到连接到该次级连接上的其余LED上的电压。
另一种传统通道文字设备连接到通道字母一侧，并指向垫板。通道字母壁的漫反射面提供了一致的外观。每个模块都具有预定数目的LED，电连接成为一串。而且，在并联电路中所有的模块都以菊花链链接在一起。为了散热，将LED装在铝基板上。
另一种传统通道文字设备使用了多个将LED与集成连接器系统装配在一起的表面。
虽然这些传统LED通道文字系统克服了与氖光灯系统有关的一些缺陷，但其它缺点是显然的。例如，传统LED通道文字系统仅提供了有限的可弯曲性。更具体地，LED不能容易地设置成所想要的形状，包括明显的弧线或弯曲(例如环绕一个杆或以极小的半径(＜3英寸)卷曲)。而且，LED不易从一个发光应用移动到另一发光应用中。
本发明目的在于提出一种能克服上述限制和其它限制的改进的装置和方法。
发明内容
根据本发明的一个实施例，披露了一种发光标志牌。柔性电源线包括第一和第二平行导体，被环绕包含在绝缘套内，该绝缘套用于限定平行导体之间的固定间距。多个发光二极管(LED)装置被固定到电源线上。每个LED装置都包括这样的LED，具有与第一平行导体电连通的正极导线和与第二平行导体电连通的负极导线。型板(stencil)限定了所选择的形状，且电线被安排到该型板上。远离该型板设置的电源调节电子设备与电源线的第一平行导体和第二平行导体电连通。该电源调节电子设备通过平行导体提供电力给LED装置。
根据本发明的另一实施例，披露了一种产品，用于将多个发光二极管(LED)装入一通道文字的外壳内，该外壳具有至少一个透光表面。一个基本上是刚性的结构可被预先形成或适于模锻，从而设置在通道文字的外壳中。柔性电缆包括至少两个柔性平行导体，被设置以提供平行导体之间的电势差。通过使每个LED的阳极和阴极与柔性电缆的至少两个导体连通，多个LED相互电并联。紧固件将柔性电缆的至少一部分紧固到刚性结构上。电源模块接收具有第一特征的电力并将所接收的电力转换为具有第二特征的供给电源，该供给电源与柔性电缆的至少两个导体连通，以提供电力给多个相互电并联的LED。
根据本发明的另一实施例，披露了一种发光二极管(LED)发光装置。电缆包括至少两个柔性电导体。电缆还包括围绕电导体的柔性电绝缘层。导体基本上平行设置，其间具有选定的间距。LED具有多条电导线，且电导线以选定间距隔开，该LED与电导体电接触，并以机械方式刺穿该绝缘层，从而以机械方式将LED固定到电缆上。
根据本发明的另一实施例，披露了一种发光二极管(LED)发光装置。电缆包括正极柔性导体，与关联的电源阳极连接；负极柔性导体，与关联的电源阴极连接；以及电绝缘层，围绕并使正极导体和负极导体电绝缘，并使导体保持以选定间距隔开。LED包括正极导线和负极导线。连接器以机械方式固定到柔性绝缘层。该连接器包括正极和负极插接片，刺穿绝缘层并分别电接触正极导体和负极导体。该连接器还使LED装配到其上，且该LED的正极导线和负极导线分别电接触正极插接片和负极插接片。
根据本发明的另一实施例，提供了一种制造LED发光装置的方法。使多个导电元件绝缘，以形成柔性电绝缘导体。将LED以机械方式固定到绝缘的导电元件上。进行机械固定的同时，使LED的多个导线分别与各个导电元件电接触。
根据本发明的再一实施例，披露了一种柔性发光装置。柔性电缆包括电绝缘套，该电绝缘套包含有彼此电绝缘的正极导体和负极导体。该绝缘套使正极导体和负极导体之间具有一间距。多个发光二极管(LED)装置在电缆上彼此隔开。每个LED装置都具有LED，LED包括装配在连接器上的正极导线和负极导线，连接器以机械方式将LED装置固定到柔性电缆的一部分上，并通过正极和负极导电刺穿元件，刺穿元件刺穿该绝缘套，以与相应的导体形成电接触，从而将正极和负极LED导线连接到正极导体和负极导体上。
根据本发明的又一实施例，披露了一种发光二极管(LED)发光设备。柔性电缆包括设置在电绝缘套中的阳极线和阴极线。多个LED装置沿电缆隔开并与之进行机械连接和电连接。每个LED装置包括具有至少一个阳极引线和至少一个阴极引线的LED。每个LED装置还包括带有LED凹座的连接器，该LED凹座用于容纳阳极导线和阴极导线。该LED凹座以机械方式保持该LED。该连接器还包括在阳极导线和阳极线之间的第一导电通路，和在阴极导线和阴极线之间的第二导电通路。第一和第二导电通路取代了部分电缆套。
本发明的一个优点在于与以往的系统相比，通道文字的部件数量得以减少。
本发明的另一优点在于LED的相互并联使用，这样就减少了故障LED对同一电路上的其它LED的性能产生不利影响的可能性。
本发明的另一优点在于调节电子设备远离通道文字的位置，例如可处于在可靠的蔽风雨的室内。
本发明的另一优点是避免了柔性LED发光装置中的焊接。
本发明的再一优点是允许沿柔性LED发光装置的任何位置连接电源。
本发明的又一优点在于其模块性质，使得部分或全部通道文字能以定制的方式现场构造。
阅读并理解了下面的详细描述后，本发明的许多优点和益处对于本领域技术人员而言将变得显而易见。
本发明可采用多种构件及构件布置，以及多个步骤和步骤安排。附图仅用来说明优选实施例，而不应解释为限制本发明。
图1示出根据本发明的第一实施例的LED发光装置。
图2示出图1所示LED的立体图。
图3示出根据本发明的第二实施例的发光装置中的LED连接器的分解图。
图4示出第二实施例的连接器的横截面图。
图5示出根据本发明的接线(splice)连接器。
图6示出图5所示接线连接器的分解图。
图7示出在通道文字系统内使用的本发明的发光装置和接线连接器。
图8示出结合有一中间型板的通道文字系统的一个适合的实施例的分解立体图。
图9示出图8中的部分LED发光装置及其装配到部分型板上的透视图。
图10示出图9中的一个LED装置的放大的立体图，包括一接线连接器。
图11示出图10中的LED装置的分解立体图。
图12示出图10和图11中的连接器的绝缘层穿刺件，及其与连接器内的LED导线的相互连接(图12中未示出连接器本体)。
图13示出绝缘层穿刺件与柔性电缆导体的连接。
图14示出图9中的扣合接线连接器的分解图。
图15示出一未剪切的型板的立体图，其能够制成图8所示的成形型板。
图16示出一通道文字，适当布置有可单独调节的电源输出装置。
具体实施例方式
参看图1，发光二极管(LED)发光装置10包括被柔性电绝缘层14围绕的柔性电导体12。更具体地，导体12包括多个大体上平行的导电元件16，用绝缘层14使每个导电元件16都绝缘。在优选实施例中，绝缘层14包括橡胶、PVC、硅酮、和/或EPDM。然而，也可以考虑其它材料。
优选地，导体12包括两个导电元件16a、16b。而且，每个导电元件16a、16b的大小最好为大约14号(gauge)。另外，每个导电元件16a、16b最好绞合成束，包括多个股芯(strand)18(如七股芯)。
该LED发光装置10还包括LED 20，其与传导元件16电接触并以机械方式固定到绝缘层14上。更具体地，参见图2，该LED 20包括多个电导线22(例如一对或两对导线22)。虽然只需要一对导线22a、22b，但另外的一对导线22c、22d增加了装在导体上的LED20的稳定性。而且，另外的一对导线22还提供了散热手段，从而允许使用更大电流驱动LED 20。每对导线22分别包括第一导线22a、22d，举例来说其连接到电源负极，以及第二导线22b、22c，举例来说其连接到电源正极。LED 20通常是带有阳极和阴极的两极装置。在一适合的实施例中，第一导线22a、22d对应于LED 20的阳极并直接电连接到导电元件16a，并且第二导线22b、22c对应于LED 20的阴极并直接电连接到导电元件16b。
参见图1和图2，利用绝缘层剥离技术，使导线22穿透绝缘层14，从而，以机械连接方式和电连接方式将LED 20固定到导体12上。而且，在穿过绝缘层14后，导线22接触到相应的导电元件16。优选地，导线22包括呈楔形针的插接片顶端。导线22的楔形针顶端穿在各导电元件16a、16b的股芯18之间，以在导线22和导电元件16之间形成电接触。
优选地，当导体12平放时(即当传导元件16a、16b在位于水平面之上的通常基本水平的平面上延伸时)，LED 20固定到导体12上。
可选地，导体12包括两个斜槽(沟槽)24a、24b，位于绝缘层14中。斜槽24a、24b分别大致位于各个导电元件16a、16b上部。在将LED 20固定到导体12之前，导线22被放置在斜槽24a、24b中，从而分别在导电元件16a、16b上方对齐。接着，在排列在斜槽24中后，导线22穿过绝缘层14并插入导电元件16。
参见图3和图4，示出包括发光装置40的可选实施例，该发光装置40将LED 50经由连接器54固定到导体52。连接器54包括第一和第二部件54a、54b。在这两个部件54a、54b被固定(例如扣住或夹紧)在一起之前，先将LED 50固定在第一部分54a中。与在第一实施例中一样，导体52是柔性的并包括多个导电元件56a、56b(例如两个传导元件)和绝缘层，该绝缘层将各个导电元件56a、56b隔离开。此外，导电元件56a、56b可选用束状的，如包括7个股芯58。
可选地，在部件54b中形成孔60，固定装置(例如紧固件，如螺钉、钉子、螺栓等)穿过该孔60插入，以将连接器54固定到壁上或其它支撑件上。例如，可将连接器54固定到通道文字外壳的一个壁上(参看图7)。
连接器部件54b包括多个电触点62，一旦部件54a、54b扣在一起，就与LED 50电接触。如下所述，触点62，与部件54a、54b一起，用于将连接器54机械固定到导体52上。多对触点62彼此电连通。更具体地，触点62a、62c彼此电连通，而触点62b、62d彼此电连通。在适合的实施例中，电连通是直接的电接触，即触点62a、62c是电相连的，触点62b、62d是电相连的。
例如，一组触点62a、62c电连接到电源正极，而另一组触点62b、62d，电连接到电源负极。以此方式，LED 50的阳极直接与电源正极电接触，而LED 50的阴极直接与电源负极电接触。该组触点62a、62c与该组触点62b、62d电绝缘。而且，电触点62呈V形，其大小可将导电元件56a、56b容纳在各个V形空间内。更具体地，V形电触点62的顶端是尖的，且被形成以刺穿传导元件56a、56b周围的绝缘层。
虽然仅有两个触点62a、62b(或可选地，62c、62d)是必要的，但连接器54优选包括两对触点62，以增加连接器54和导体52之间的机械连接的稳定性。
在刺穿绝缘层后，导电元件56a、56b进入电触点62的V形空间。当导电元件56a、56b进入V形空间时，导电元件56内的股芯塞入“V”形顶点。以此方式，在导电元件56和各个电触点62之间形成可靠的电接触。而且，该股芯被挤压从而使导体的形状变化，例如从圆形变为椭圆形。同样，当该股芯被挤压时，股芯之间的空间减小，从而使各个导电元件56a、56b的总尺寸(例如直径或周长)减小，例如减小为“未挤压的”三股芯连接器的尺寸。
优选地，当导体52竖放时(例如当导电元件56a、56b在基本水平的表面上方的大体平行的水平面上延伸时)，连接器54被固定到导体52。
可以理解，尽管上述实施例是分别参照导体12、52上的单个LED 20(图1)和单个LED连接器54(图3)做出的描述，但导体12、52上的多个LED 20(图1)和LED连接器54(图3)，其效果也是可以预期的，这样，发光装置10、40可以形成相应的LED带。此外，每个LED发光带10、40的导体12、52上的LED 20(图1)和LED连接器54(图3)彼此间隔优选为约两英寸。然而，LED 20和LED连接器54之间的其它间距大小也可以考虑。
而且，如果多个LED 20固定到导体12(图1)，其中该LED 20定位在平放的位置上，则导体12在第一方向上可以弯曲。然而，如果多个连接器54被固定到导体52(图3)，其中该导体52定位在竖直位置，则导体52在第二方向上可以弯曲。
参看图5和图6，接线连接器70以机械方式和电连接方式将多个柔性导体(例如两个导体)72、74连接在一起。与连接器54(参看图3)一样，接线连接器70包括多个部分，例如两个部分70a、70b。优选地，部分70a、70b可滑动地彼此互连。而且，部分70a、70b在两个位置(例如打开位置和关闭位置)之间滑动。在关闭位置时，部分70a、70b通过一锁定片71连接在一起，锁定片71与配合片73相接合。虽然在图6中仅示出一个锁定片71和一个配合片73，可以理解，也可以考虑使用额外的锁定片和配合片。此外，和图3的导体52和连接器54一样，当导体72、74处于竖直位置时，图5和图6的接线连接器70最好固定到导体72(已示出)、74(未示出)上。而且，接线连接器70包括多个电触点76(例如两个电触点)，其优选为V形，并且以与图4所示触点62类似的方式发挥作用。在关闭位置中，锁定片71通过配合片73固定，从而使导体72、74固定在V形触点76中。
导体72、74相互平行和竖直排列。接着，接线连接器70固定在这两个导体72、74周围。以此方式，各第一导电元件72a、74a以机械方式和电连接方式彼此相连。同样地，各第二导电元件72b、74b以机械方式和电连接方式彼此相连。
参看图7，根据本发明，通道文字系统80包括LED 82，以机械方式和电连接方式连接到柔性导体84。应当理解，LED 82可直接连接到导体84(如图1所示)也可经由连接器54连接到导体84(如图3所示)。而且，所示出的接线连接器70以机械方式和电连接方式将导体84连接到其它导体86上。
参看图8至图16，描述了发光标志牌或通道文字88的又一适合的实施例。如图8所示，可弯曲的发光装置90装在一型板92上，该型板92限定了所选形状，例如大写字母“E”，其与外壳94形状一致，该外壳94也与大写字母“E”形状一致，并包括至少一个半透明表面96，用以使弯曲状的LED光源90产生的光线通过。该型板92的形状被加工成可安装在外壳94中。
继续参看图8，并参看图9，可弯曲的发光装置90包括一绝缘柔性电线100，其上以间隔方式设置多个LED装置102。每个LED装置102包括一个发光二极管104，其具有一个导线框架，导线框架固定在连接器108的第一区域106中。连接器108还包括夹在电线100上的第二区域110。第二区域110包括一个扣合式连接器，其与先前参照图3和图4描述的连接器相似，并同样用来使发光二极管104与电线100的平行导体112、114连接。如图9所示，由于导体112、114通过电线100的绝缘套115保持基本不变的间距，所以夹持连接器108可沿电线100放置在任何地方。
由于LED装置102沿柔性电缆100隔开，例如以两英寸间距隔开，则位于LED装置102之间的电缆部分可弯曲以限定通道字母形状或其它所选图案，例如由图8中的发光装置90形成的字母“E”。在图8至16的实施例中，应当知道，在电线100的绝缘套115内的两个平行导电体112、114限定了一个位于空间内的局部电线平面，这两个导体112、114包含在该平面中。电线100在局部电缆平面外的方向上可弯曲，其取向随电缆100的弯曲而变化，但是由于在局部电缆平面内的弯曲沿导体112、114的轴线产生压力和张力，所以在局部电缆平面上相对来说不可弯曲。因此，电缆100在型板92的平面内可以弯曲，以使发光装置90在型板92上形成图案。特别指出当电缆被弯曲以与所选文字一致时，型板92的平面处处垂直于局部电缆平面。还将认识到，LED装置102是定向的，以便由LED 104产生的光照指向平行于局部电缆平面的方向，即垂直于型板92的平面的方向，从而LED装置102产生指向远离型板92的方向的光。
第二区域110方便地采用一种机械连接，这种机械连接也以与上述相似的方式实现发光二极管104至导体112、114的电连接，例如在机械扣合连接期间使用电导线62(参看图3和图4)穿透电线100的电绝缘层115。可选地，第二区域110支持可拆卸连接，例如非扣合时从电线100拆下连接器108。虽然这样的连接会在绝缘层115剥离处留下小开口，但是施加在并联接线中的LED装置102两端的电位差通常较低，例如对于商用LED，通常的最佳正向电压为几伏特，因此绝缘老化并不会带来明显的安全隐患。
继续参看图9和图10，每个连接器108另外包括一个第三区域116，适合于与紧固件118协作从而将连接器108紧固到型板92上。在所示实施例中，第三区域116包括一个容纳紧固件118的槽120，该紧固件在所示实施例中为一个典型的带螺纹的螺栓。紧固件118的杆穿过槽120，并拧入设置在型板92中的多个开口122之一中。
详细参看图9，电缆100包括两段电缆1001、1002，这两段电缆使用扣合接线连接器124连接在一起，该接线连接器124将随后参看图14作更详细的描述。该接线连接器将这两个电缆1001、1002的导体112电连接，以形成一个连续导体，还将这两个电缆1001、1002的导体114电连接，以形成另一个连续导体。组合在一起的导体112、114通过绝缘层或绝缘套115彼此电绝缘。另外，图9示出一个电源连接器126，其使用与连接器108的第二区域110所采用的夹具相同类型的扣合夹具与电缆100相连。典型的电源连接器126包括适合与电缆连接器的插接片(未示出)连接的插座128。虽然图中示出电源连接器126连接在曲线形LED光源90的附近，但可以知道，由于光源90的并联电构造，电源连接器126可改为基本上沿光源90的任何地方设置，包括在LED装置102之间设置。实际上，将电源连接器122夹到曲线LED光源90上的位置的选择最好由照明标志牌88的几何形状和通过驱动电源(参看图16)的位置确定。可选地，电源连接器可被集成到接线连接器内或集成到LED连接器内。
详细参看图11和图12，描述了典型LED装置102的装配。LED104包括导线130，具体地包括两个正导线130P，与LED 104的正极端子或阳极电连通；两个负导线130N(其中之一被图11和图12中的视图挡住)，与LED 104的负极端子或阴极电连通。LED 104最好还包括透光封装物132，封装有半导体晶片或其它电发光元件(未示出)。封装物132可以形成为透镜或其它所选光折射形状。而且，该封装物132可以包括荧光材料，着色材料，或其它能够改变或调整LED 104的光谱输出的类似物。本领域技术人员将认识到该LED 104与市场上可买到的LED封装基本类似，例如P4(piranha)LED封装。
第一区域106包括凹座(socket)，用于容纳LED 104，该LED104的发光表面(即其上设置封装物132的表面)朝向远离连接器108的方向，并且LED导线130插入凹座中。连接器108包括第一部件140和第二部件142，第一部件具有使LED安装或插入的第一区域106，第二部件以夹持或扣合的方式与第一部件140连接。第二区域110包括夹子、机械扣合连接件、或由位于部分柔性电缆100旁的两个部件140、142的连接结构所限定的类似结构。
继续参看图11和图12，第一部件140还包括正极和负极的导电的绝缘层穿刺件或插接片144P、144N，以基本上固定的方式设置在连接器108的第一部件140的槽或开口(未示出)中。每个插接片144都大体上呈一平面，且包括狭槽146，压入容纳相应的(正或负)LED导线130，以实现LED的正极端子和负极端子(阳极或阴极)与相应的正极或负极插接片144P、144N的电接触。将LED导线130容纳在狭槽146内采用压入方式，而不包括焊接步骤。因此，可以想到，LED 104可以从第一部分140的凹座区域106拆下，例如便于替换出故障的LED 104。
连接器108的第一部件140的装配包括将插接片144P、144N插入第一部件140，并将LED 104插入第一区域106的凹座，从而使LED导线130压配到插接片144的槽146内，从而实现与其电接触。在优选实施例中，第一部件140是塑料或其它电绝缘材料制成的模塑体，插接片144由金属片或其它大体上呈平面的导电材料制成，且LED 104是本领域中已知类型的预封装LED，例如电发光半导电元件，用适合的环氧树脂或其它封装物设置在P4(piranha)封装中。可以知道，用连接器连接的LED装置102的显著优点是其装配不包含焊接步骤。
继续参看图11和图12，并进一步参看图13，每个插接片144包括一个“V”形或分叉末端148，从第一部件140向第二部件142延伸，从而当第一和第二部件140、142与位于其间的电线100夹持或扣合在一起时，插接片144的末端148刺穿电线绝缘层115并接触导体112、114。每个分叉的末端148都确定一间隙150，其大小可以接纳柔性电线100的各个导体112、114。如图13中所清楚看到的，每个导体112、114都是多股芯导体，当这两个连接器部件140、142夹持或扣合住电缆100时，该多股芯导体受压挤进一个插接片144P或144N的间隙150中。这种按压最好不要损坏或折断导体112、114的各股芯，除非是为确保插接片144P、144N和各个导体112、114之间的可靠的电接触。
应当理解，第一和第二部件140、142在电线100旁的扣合连接实现了LED装置102至电缆100的机械连接，同时也通过插接片144P、144N，实现了LED 104的正极端子和负极端子(阳极和阴极)与供应电能的导体112、114的电连接。该电连接不包括附属的电组件，例如电阻器等，也不包括焊接结构。因此，通道文字中这种LED装置102只包括很少的构件，这样就减少了装置故障的可能性。然而，也可以考虑在连接器108中包括电阻或其它电路元件，从而实现所选的电源条件或其它电操作。
优选地，导体112、114、插接片144P、144N、以及LED导线130由基本相似的金属制成，从而减少电接触界面处的电化腐蚀，或涂覆有能减少界面处的电化腐蚀的导电涂层。在适合的实施例中，导体112、114、插接片144P、144N、以及LED导线130每个都涂覆有相同类型的导电涂层，这样就保证接触面处的电化腐蚀最小。尤其在大功率LED装置102的情况下，当实施例采用的接触表面的成分不匹配时，通常在接触面处会出现非常有害的电化腐蚀。
参看图10和图11，第一连接器部件140包括一线夹154，与第二连接器部件142的凹部或容纳区域156共同作用，将第一和第二部件140、142一起扣合固定到电线100上，如图10中的固定位置所示。当然，也可采用其它固定机构。
参看图9，并进一步参看图14，接线连接器124在电缆1001、1002上采用一个类似的，能同时进行电/机械连接的连接结构，以将电缆1001、1002接合在一起。该接线连接器124包括三个部件160、162、164，其优选由注模塑料或其它绝缘材料制成。部件162是中间部件，包括正极和负极双端绝缘层刺穿元件或插接片166P、166N，以与将插接片144P、144N插入LED装置102的连接器108的部件140相类似的大体上为刚性的方式，插入部件162的槽168P、168N中。与LED装置102的插接片144P、144N一样，插接片166P、166N优选包括分叉的末端150，其大小可以挤入所述的多股导体112、114，而又不使股芯断裂。
继续参看图9和图14，接线连接器124的部件160、162机械地扣合在柔性电线1002上。扣合在一起使插接片1501、1502刺穿绝缘115并分别与电线1002的导体112、114连接。该扣合连接包括将连接器部件162的夹子170与连接器部件160的凹部172的啮合起来，将部件160、162绕电缆1002固定。同样，插接片1503、1504刺穿绝缘层115，并分别与电缆1001的导体112、114连接，接线连接器124的部件162、164机械扣合在柔性电线1001上。该扣合连接包括连接器部件162的夹子174与连接器部件164的凹部176的啮合，从而将部件162、164绕电线1001固定。因此，插接片166P提供了电线1001、1002的导体112之间的电连接，而插接片166N提供了电线1001、1002的导体114之间的电连接，以在通过接线连接器124机械连接电缆1001、1002时，使这些电缆电连接。
参看图8和图9，并进一步参看图15，典型的发光标志牌88的构造有利地是由标准组件构成的，可将构造过程有选择地在制造商和最终用户之间分配。在一个适合的实施例中，LED 104安装在连接器108上，以形成LED装置102，在工厂将LED装置102扣合到柔性电线100上，以形成人造的可弯曲的发光装置90。在图15中示出的型板180包括预形成的开口122，且可在安装位置处进行切割以与所选的字母外壳94相匹配，例如，型板130进行切割以形成典型的“E”形型板92。剪下适当长度的柔性LED光源90，并利用连接器108的第三区域116和应用到所选的预成形开口122的紧固件118，将其固定在成形的型板92上。连接器124应用在适当的地方，电源连接器126在所选的合适位置扣合在电线100上。可选地，省略预形成的开口122，替换为紧固到型板材料上的紧固件118。例如，替换的紧固件可以是具有尖头的木螺钉，用于接合并刺穿型板材料。
可以对上述安装过程做出改变，如，在工厂将LED 104安装在连接器108上，但在安装地点将LED装置102在沿电缆100的所选位置处扣合到电缆100上。在安装地点处，这种方法是劳动密集型的，但是在沿电线100进行LED装置102的选择和间隔布置上具有最大的灵活性。这样的组件系统使得最终用户能够选择LED104的颜色，从而产生定制的多色可弯曲LED光源90。
在另一变化中，类似于先前所述的图1和图2的实施例，可以省略连接器108，LED导线130P、130N直接固定到电线100上。上述的所有安装/装配过程都特别适合于改进现有的通道文字。成形的型板92方便地允许光源90绕过或越过障碍物或部件，例如现有通道字母中的交叉件。
继续参看图8至图15，并进一步参看图16，示出显示“TEXT”的通道文字200。通道文字部分“TE”用包含两个电能输出线路212、214的第一电源210供电。通道文字部分“XT”用包含两个电能输出线路222、224的第二电源220供电。
每个电源210、220都设置在远离所示通道文字“TEXT”处，例如在关联建筑物的内部设置，且包括调节电子设备，用于将市电(例如在美国为交流120V，在欧洲为交流220V)转变为适于驱动通道文字的LED光源的电能。由于在发光装置90中使用电并联，其输出电压为低压，所以，与单个LED的驱动电压相对应，也可使用低压电源。在优选实施例中，电源210、220是II级电源，其输出功率限于5安培30伏特。由于采用低压以及低压电流，II级电源是相对安全的，通常，电工规程不要求输出线路212、214、222、224设置在安全管道中。
当然，每个电源可包括数目不同的输出线路，例如一个、三个、或更多电能输出线路。每个电能输出线路都提供了可选的输出功率，例如，可被仪表226监控。在优选实施例中，输送给每一电力输出线路的电力可使用旋钮228或其它控制输入装置单独控制。这可以使字母(例如字母“T”、“E”、“X”、“T”)的光强度均衡，从而获得亮度均匀的标志牌“TEXT”。
图16还示意性地示出接线连接器230的使用，例如图14的接线连接器124的使用，从而连接“X”通道字母的上部的一段电线232和下部的一段电线234。注意，这种接线设置在这两段柔性电缆232、234的每个的中部。应当理解，实质上可在沿电缆长度的任何位置连接该接线连接器，从而提供了对电线设置的较大灵活性。
已参看优选实施例描述了本发明。显然，在阅读和理解以上的详细描述后，本领域技术人员可对本发明进行修改和改变。本发明的意图在于，只要这样的修改和改变落在所附的权利要求或其等价物的范围内，本发明就被解释为包括所有这样的修改和改变。
权利要求
1.一种发光标志牌，包括柔性电源线，包括第一平行导体和第二平行导体，被环绕包含在一绝缘套内，所述绝缘套用于限定所述平行导体之间的固定间距；多个发光二极管(LED)装置，连接到所述电源线，每个LED装置都包括一个LED，其带有一正极导线和一负极导线，所述正极导线与所述第一平行导体电连通，所述负极导线与所述第二平行导体电连通；型板，用来限定所选形状，所述电源线被设置到所述型板上；以及电源调节电子设备，远离所述型板设置，并与所述电源线的所述第一平行导体和第二平行导体电连通，所述电源调节电子设备经由所述平行导体向所述LED装置供应电能。
2.根据权利要求1所述的发光标志牌，还包括外壳，所述型板、LED装置、电源线都被设置在其内，所述电源调节电子设备设置在所述外壳之外，并远离所述外壳，所述外壳还限定所选的形状，包括透光区，用来透过所述多个LED装置产生的光。
3.根据权利要求1所述的发光标志牌，其中每个LED装置包括连接器，其包括第一区域，其上固定有LED，以及第二区域，与所述电源线机械连接，所述第二区域包括正极插接片和负极插接片，所述正极插接片电接触所述正极LED导线和所述第一平行导体，所述负极插接片电接触所述负极LED导线和所述第二平行导体。
4.根据权利要求3所述的发光标志牌，其中每个连接器还包括凸缘，适合将所述连接器固定到所述型板上。
5.根据权利要求3所述的发光标志牌，其中所述第二区域包括一紧固件，以机械方式固定到所述电源线上，所述机械方式固定同时使所述正极插接片和负极插接片分别电接触所述第一平行导体和第二平行导体。
6.根据权利要求1所述的发光标志牌，其中所述柔性电源线还包括多条电缆，每条电缆都包括第一平行导体和第二平行导体，所述第一平行导体和所述第二平行导体被环绕包含在一连续的绝缘套内，所述绝缘套用来限定所述平行导体之间的固定间距；以及至少一个接线连接器，机械地接合所述多条电线，所述接线连接器电连接所述多条电缆的第一导体，并电连接所述多条电缆的第二导体。
7.一种装置，用于将多个发光二极管(LED)安装到一通道字母外壳内，所述通道字母外壳具有至少一个透光表面，所述装置包括基本上为刚性的结构，可被预先形成或适于模锻，用于设置在所述通道字母外壳中；柔性电线，包括至少两个柔性平行导体，被设置以用来提供所述两个柔性平行导体之间的电势差；多个LED，通过每个LED的阳极和阴极与所述柔性电线中的至少两个导体的连通而并联；紧固件，用于将所述柔性电缆的至少一部分紧固到所述刚性结构上；以及电源模块，接收具有第一特征的电力，并将所接收的电力转化为具有第二特征的供电电力，所述供电电力与所述柔性电缆中的至少两个导体连通，以向所述多个相互并联的LED提供电力。
8.根据权利要求7所述的装置，还包括多个连接器，对应于所述多个LED，每个连接器保持一个LED并与所述电线机械连接，且每个连接器包括第一导电元件，用于接触所述LED阳极和所述至少两个导体的一个，每个连接器还包括第二传导元件，用于接触所述LED阴极和所述至少两个导体的另一个。
9.根据权利要求8所述的装置，其中用于将所述柔性电缆的至少一部分固定到所述刚性结构上的紧固件包括托架，设置在每个所述多个连接器上，用于将所述连接器固定到所述刚性结构上。
10.根据权利要求8所述的装置，其中所述连接器还包括第一连接器部件和第二连接器部件，围绕一部分所述柔性电缆扣合在一起，从而将所述连接器固定到所述电缆部分。
11.根据权利要求10所述的装置，其中所述连接区域包括所述第一导电元件和第二导电元件的末端，从所述第一连接器部件朝所述第二连接器部件向外延伸，所述末端包括绝缘层刺穿尖端，用于刺穿所述柔性电缆的绝缘层，从而接触所述相应的两个电缆导体。
12.根据权利要求11所述的装置，其中每个所述绝缘刺穿尖端都包括分叉部分，用于接收所述各电缆导体。
13.一种发光二极管(LED)发光装置，包括电缆，其包括至少两个柔性电导体，以及柔性电绝缘层，用来环绕所述电导体，所述电导体基本上被平行设置，所述电导体之间具有一选定间距；以及LED，具有以所述选定间距隔开的多个电导线，所述电导线与所述电导体电接触，并以机械方式刺穿所述绝缘层，从而将所述LED以机械方式固定到所述电缆。
14.根据权利要求13所述的LED发光装置，其中每个所述导体都包括多个股芯，并且约为14号(gauge)的。
15.根据权利要求13所述的LED发光装置，其中每个所述电导线都是楔形的。
16.根据权利要求13所述的LED发光装置，其中所述柔性层包括多个斜槽，用于使所述导线与所述柔性元件对齐。
17.一种发光二极管(LED)发光装置，包括电缆，其包括正极柔性导体，用于与关联的电源正极连接；负极柔性导体，用于与关联的电源负极连接；以及电绝缘层，用于环绕并与所述正极导体和负极导体电绝缘，并以所选间距隔离固定所述导体；LED，包括正极导线和负极导线；以及连接器，机械地固定到所述柔性绝缘层上，所述连接器包括用于刺穿所述绝缘层的正极插接片和负极插接片，分别与所述正极和负极导体电接触，所述连接器的上面还装配有LED，所述LED的正极导线和负极导线分别接触所述正极插接片和负极插接片。
18.根据权利要求17所述的LED发光装置，其中每个所述连接器插接片都是V形的；以及每个所述电缆导体都位于在由所述各个V形连接器插接片限定的开口内。
19.根据权利要求18所述的LED发光装置，其中所述连接器包括锁定片，用于将所述连接器紧固在锁定位置，当所述连接器位于锁定位置时，所述电缆导体被设置在所述各个V形连接器插接片内。
20.一种制造LED发光装置的方法，所述方法包括使多个导电元件绝缘，以形成柔性电绝缘导体；将LED机械地紧固到所述绝缘导电元件上；以及进行机械固定同时，使所述LED的多个导线与各个导电元件电接触。
21.根据权利要求20所述的制造LED发光装置的方法，其中所述固定步骤包括去除所述导电元件上的绝缘层；以及将一个所述LED导线插入所述去除的绝缘层中。
22.根据权利要求21所述的制造LED发光装置的方法，其中所述导电元件包括多个导电股芯，所述接触步骤包括使所述LED导线中的一个穿过所述传导元件上的一个的绝缘层；以及将所述LED导线插入所述导电元件的所述导电股芯之间。
23.根据权利要求22所述的制造LED发光装置的方法，其中所述绝缘层包括凹槽，在所述穿过步骤之前，还包括使所述LED导线通过所述凹槽与所述传导元件对齐。
24.根据权利要求20的所述制造LED发光装置的方法，其中所述紧固步骤包括将连接器机械地连接到所述导体上的绝缘层上；以及所述接触步骤包括使紧固到所述连接器的一个电触点穿过所述绝缘层，从而在所述触点和相应的一个导电元件之间形成电连接。
25.根据权利要求24所述的制造LED发光装置的方法，其中所述电触点是V形的，并且所述穿过步骤包括将所述导电元件紧固到所述V形触点内。
26.一种柔性发光装置，包括柔性电缆，包括电绝缘套，其包括彼此电绝缘的正极导体和负极导体，所述绝缘套使所述正极导体和负极导体之间保持一间距；以及多个发光二极管(LED)装置，在所述电缆上彼此隔开，每个所述LED装置都具有一LED，所述LED包括装配在连接器上的正极导线和负极导线，所述连接器将所述LED装置机械地固定到一部分所述柔性电缆上，并通过正极导电刺穿元件和负极导电刺穿元件将所述正极和负极LED导线电连接到所述正极导体和负极导体上，所述刺穿元件刺穿所述绝缘套，从而与所述各个导体形成电接触。
27.根据权利要求26所述的柔性发光装置，其中每个连接器包括LED装配区域，用于容纳所述LED；夹持区域，用于将所述连接器固定到部分所述柔性电缆，所述夹紧区域使所述正极导电刺穿元件和负极导电刺穿元件与所述柔性电缆的正极导体和负极导体对齐，每个导电刺穿元件都包括一绝缘刺穿末端，当所述夹持区域被固定与所述各个导体电接触时，用于刺穿所述绝缘套；以及紧固区域，用于将所述连接器紧固到关联的支撑结构上。
28.根据权利要求27所述的柔性发光装置，其中每个连接器的紧固区域都包括开口，适合于与紧固件配合，将所述连接器紧固到所述关联的支撑结构上。
29.根据权利要求26所述的柔性发光装置，其中每个导电刺穿元件者包括分叉末端，用于限定一间隙，所述间隙的大小可以容纳所述的各个导体。
30.根据权利要求29所述的柔性发光装置，其中每个电缆导体都是多股芯导体，并且所述导体可受压固定在所述分叉末端内。
31.根据权利要求26所述的柔性发光装置，其中每个连接器包括第一部件，包括用于容纳所述LED的LED装配区域；以及第二部件，用于与所述第一部件配合，从而限定夹持区域；其中所述第一部件和第二部件扣合在一起，使所述柔性电缆部分设置在所述第一部件和第二部件之间，以将所述连接器固定到所述柔性电缆，所述扣合使所述导电刺穿元件刺穿所述绝缘套，并与所述各个导体形成电接触。
32.根据权利要求31所述的柔性发光装置，其中所述柔性电缆的绝缘套包括斜槽，设置在所述绝缘套的表面上并与所述正极和负极电导体对应，所述倾槽用于容纳所述导电刺穿元件的末端，从而在扣合之前，对齐位于所述第一连接器和第二连接器之间的柔性电缆部分。
33.根据权利要求26所述的柔性发光装置，其中在所述绝缘套内的所述正极导体和负极导体限定一个电缆平面，所述柔性电缆在所述电缆平面之外的方向上可弯曲，所述LED基本上在平行于所述电缆平面的方向上发光。
34.根据权利要求26所述的柔性发光装置，其中位于所述隔开的LED装置之间的电缆部分可有选择地弯曲，以确定一个所选的通道文字。
35.根据权利要求26所述的柔性发光装置，其中所述柔性电缆包括第一柔性电缆和第二柔性电缆，所述柔性发光装置还包括一接线连接器，以机械方式和电连接方式连接第一柔性电缆和第二柔性电缆，所述接线连接器包括正极导电刺穿元件和负极导电刺穿元件，用于刺穿所述第一电缆和第二电缆的绝缘套，从而与所述各个导体形成电接触。
36.一种发光二极管(LED)发光装置，包括柔性电缆，包括阳极线和阴极线，设置在一电绝缘套中；多个LED装置，沿所述电缆隔开，并与所述电缆以机械方式和电连接方式连接，每个LED装置都包括LED，具有至少一个阳极导线和至少一个阴极导线；以及连接器，包括一LED凹座，用于容纳所述阳极导线和阴极导线，所述LED凹座以机械方式保持所述LED，所述连接器还包括在所述阳极导线和所述阳极线之间的第一导电通道，以及在所述阴极导线和所述阴极线之间的第二导电通道，所述第一导电通道和第二导电通道移开部分所述电缆绝缘套。
37.根据权利要求36所述的LED发光装置，其中所述第一导电通道和第二导电通道都包括接触所述LED导线的导电元件，所述导电元件包括一绝缘刺穿末端，用于刺穿部分所述电缆绝缘套，并接触各个电缆线。
38.根据权利要求37所述的LED发光装置，其中所述连接器包括第一部件和第二部件，用于环绕地夹持到一部分所述电缆上，所述第一导电通道和第二导电通道的绝缘刺穿末端伸入所述夹持部分内，使得所述绝缘刺穿末端在夹持过程中刺穿所述电缆绝缘套，从而实现与所述各个电缆线的接触。
39.根据权利要求37所述的LED发光装置，其中每个绝缘刺穿末端都包括一个分叉，用于容纳部分所述阳极线或阴极线，而又不切断这些线。
40.根据权利要求37所述的LED发光装置，其中所述LED导线和导电元件包括相同类型的导电表面材料。
41.根据权利要求37所述的LED发光装置，其中所述阳极线和阴极线及所述导电元件包括相同类型的导电表面材料。
42.根据权利要求37所述的LED发光装置，其中所述阳极线和阴极线、所述传导元件、以及所述LED导线中的每个都包括一选定的导电表面，以充分减少其间的电接触表面处的电化腐蚀。
43.根据权利要求37所述的LED发光装置，其中所述导电元件与所述LED导线的接触实现了电接触，而不需配合采用导电焊料。
44.根据权利要求36所述的LED发光装置，其中所述第一导电通道和第二导电通道包括导电阳极插接片；导电阴极插接片；用于容纳所述阳极插接片的阳极插接片凹槽；以及用于容纳所述阴极插接片的阴极插接片凹槽；其中所述插接片凹槽与所述LED凹座连通，以使所述LED导线穿透所述插接片凹槽，从而与所述插接片接触。
45.根据权利要求36所述的LED发光装置，其中每个连接器都包括一个LED凹座。
46.根据权利要求36所述的LED发光装置，还包括型板，用于限定所选字母或符号，所述柔性电缆设置在所述型板上，从而使形成所述选择的字母或符号发光。
47.根据权利要求46所述的LED发光装置，其中所述电缆通过所述连接器紧固到所述型板上。
48.根据权利要求46所述的LED发光装置，其中所述型板包括多个型板，用于限定多个字母或符号，所述柔性电缆包括多个柔性电缆，设置在所述多个型板上，所述LED发光装置还包括带有多个可单独调节电力输出线路的电源，每个电力输出线路都提供电力给一个或多个柔性电缆，所述单独调节电力输出线路进行可选择的调整，以使由所述柔性电缆产生的强度大体上均匀。
全文摘要
一种发光标志牌(88)，包括柔性电源线(100)，该柔性电源线(100)包括第一和第二平行导体(112，114)，被环绕包含在用于限定平行导体(112，114)之间的固定间距的绝缘套内。多个发光二极管(LED)装置(102)连接到电源线(100)。每个LED装置(102)都包括LED(104)，其带有正极导线(130p)，与第一平行导体(112)电连通；负极导线(130n)，与第二平行导体(114)电连通。型板(92)限定了所选形状，且电源线(100)设置在型板(92)上。远离型板(92)设置的电源调节电子设备(210，220)与电源线(100)的第一和第二平行导体(112，114)电连通。电源调节电子设备(210，220)通过平行导体(112，114)提供电力给LED装置(102)。
文档编号G09F13/04GK1516862SQ02812190
公开日2004年7月28日 申请日期2002年5月24日 优先权日2001年5月25日
发明者保罗·W·索瑟德, 保罗 W 索瑟德, 斯里纳特·K·安娜格拉, 特 K 安娜格拉, T 彼得罗斯基, 詹姆士·T·彼得罗斯基, 克里斯托弗·L·博勒尔, 托弗 L 博勒尔 申请人:吉尔科有限公司
本申请要求于2001年5月25日提交的美国非临时专利申请No.09/866,581的优先权。
背景技术：
对于制造商业标志牌领域中的技术人员来说众所周知的是，通道文字是最具吸引力和最昂贵的标志文字形式。简言之，通道字母通常包括带有待形成的字母形状的塑料垫板或金属垫板。金属通道侧板，通常由铝制成，内表面和外表面上过漆或抛过光，附着到并密封到字母垫板上，留出待形成的字母深度。电发光固定装置，如氖管和装配架，附着到字母垫板上。通常，有色的半透明塑料字母表面附着到通道侧面材料的前缘部分。
如上所述，氖管发光装置通常被整合到通道文字系统中。氖光灯系统是非常易碎的，因此在制造、运输、或安装过程中容易出现故障或破碎。并且，这样的照明系统使用高压(例如在约4,000伏和15,000伏之间)电激发管道内的氖气。高压应用从来都是与触电死亡和由火灾导致的建筑物损坏联系在一起。半导体发光(例如发光二极管)克服了这些缺陷的大多数，已被用于通道文字。
一种传统的通道文字设备将一个发光二极管(“LED”)系统连接到通道文字背面，以便该LED系统向位于该设备前面的半透明表面发射光线。LED以固定间距(例如2英寸)隔开，并被按压到凹座内。该凹座被设计为用于改进的Super Flux(Piranha)封装的压配合。该Piranha的引线框架弯曲90度以被装配到凹座内。LED的连接类似于绝缘层剥离(“IDC”)。该凹座也具有两个用于红线和黑线的IDC位置。此系统将所有LED平行放置。而且，两部分电源(初级(120VAC到24VDC))和次级(24 VDC到～2.3VDC))具有两个基本接头。该次级连接具有读出电路，该读出电路连接有一个LED，用于测定施加到连接到该次级连接上的其余LED上的电压。
另一种传统通道文字设备连接到通道字母一侧，并指向垫板。通道字母壁的漫反射面提供了一致的外观。每个模块都具有预定数目的LED，电连接成为一串。而且，在并联电路中所有的模块都以菊花链链接在一起。为了散热，将LED装在铝基板上。
另一种传统通道文字设备使用了多个将LED与集成连接器系统装配在一起的表面。
虽然这些传统LED通道文字系统克服了与氖光灯系统有关的一些缺陷，但其它缺点是显然的。例如，传统LED通道文字系统仅提供了有限的可弯曲性。更具体地，LED不能容易地设置成所想要的形状，包括明显的弧线或弯曲(例如环绕一个杆或以极小的半径(＜3英寸)卷曲)。而且，LED不易从一个发光应用移动到另一发光应用中。
本发明目的在于提出一种能克服上述限制和其它限制的改进的装置和方法。
发明内容
根据本发明的一个实施例，披露了一种发光标志牌。柔性电源线包括第一和第二平行导体，被环绕包含在绝缘套内，该绝缘套用于限定平行导体之间的固定间距。多个发光二极管(LED)装置被固定到电源线上。每个LED装置都包括这样的LED，具有与第一平行导体电连通的正极导线和与第二平行导体电连通的负极导线。型板(stencil)限定了所选择的形状，且电线被安排到该型板上。远离该型板设置的电源调节电子设备与电源线的第一平行导体和第二平行导体电连通。该电源调节电子设备通过平行导体提供电力给LED装置。
根据本发明的另一实施例，披露了一种产品，用于将多个发光二极管(LED)装入一通道文字的外壳内，该外壳具有至少一个透光表面。一个基本上是刚性的结构可被预先形成或适于模锻，从而设置在通道文字的外壳中。柔性电缆包括至少两个柔性平行导体，被设置以提供平行导体之间的电势差。通过使每个LED的阳极和阴极与柔性电缆的至少两个导体连通，多个LED相互电并联。紧固件将柔性电缆的至少一部分紧固到刚性结构上。电源模块接收具有第一特征的电力并将所接收的电力转换为具有第二特征的供给电源，该供给电源与柔性电缆的至少两个导体连通，以提供电力给多个相互电并联的LED。
根据本发明的另一实施例，披露了一种发光二极管(LED)发光装置。电缆包括至少两个柔性电导体。电缆还包括围绕电导体的柔性电绝缘层。导体基本上平行设置，其间具有选定的间距。LED具有多条电导线，且电导线以选定间距隔开，该LED与电导体电接触，并以机械方式刺穿该绝缘层，从而以机械方式将LED固定到电缆上。
根据本发明的另一实施例，披露了一种发光二极管(LED)发光装置。电缆包括正极柔性导体，与关联的电源阳极连接；负极柔性导体，与关联的电源阴极连接；以及电绝缘层，围绕并使正极导体和负极导体电绝缘，并使导体保持以选定间距隔开。LED包括正极导线和负极导线。连接器以机械方式固定到柔性绝缘层。该连接器包括正极和负极插接片，刺穿绝缘层并分别电接触正极导体和负极导体。该连接器还使LED装配到其上，且该LED的正极导线和负极导线分别电接触正极插接片和负极插接片。
根据本发明的另一实施例，提供了一种制造LED发光装置的方法。使多个导电元件绝缘，以形成柔性电绝缘导体。将LED以机械方式固定到绝缘的导电元件上。进行机械固定的同时，使LED的多个导线分别与各个导电元件电接触。
根据本发明的再一实施例，披露了一种柔性发光装置。柔性电缆包括电绝缘套，该电绝缘套包含有彼此电绝缘的正极导体和负极导体。该绝缘套使正极导体和负极导体之间具有一间距。多个发光二极管(LED)装置在电缆上彼此隔开。每个LED装置都具有LED，LED包括装配在连接器上的正极导线和负极导线，连接器以机械方式将LED装置固定到柔性电缆的一部分上，并通过正极和负极导电刺穿元件，刺穿元件刺穿该绝缘套，以与相应的导体形成电接触，从而将正极和负极LED导线连接到正极导体和负极导体上。
根据本发明的又一实施例，披露了一种发光二极管(LED)发光设备。柔性电缆包括设置在电绝缘套中的阳极线和阴极线。多个LED装置沿电缆隔开并与之进行机械连接和电连接。每个LED装置包括具有至少一个阳极引线和至少一个阴极引线的LED。每个LED装置还包括带有LED凹座的连接器，该LED凹座用于容纳阳极导线和阴极导线。该LED凹座以机械方式保持该LED。该连接器还包括在阳极导线和阳极线之间的第一导电通路，和在阴极导线和阴极线之间的第二导电通路。第一和第二导电通路取代了部分电缆套。
本发明的一个优点在于与以往的系统相比，通道文字的部件数量得以减少。
本发明的另一优点在于LED的相互并联使用，这样就减少了故障LED对同一电路上的其它LED的性能产生不利影响的可能性。
本发明的另一优点在于调节电子设备远离通道文字的位置，例如可处于在可靠的蔽风雨的室内。
本发明的另一优点是避免了柔性LED发光装置中的焊接。
本发明的再一优点是允许沿柔性LED发光装置的任何位置连接电源。
本发明的又一优点在于其模块性质，使得部分或全部通道文字能以定制的方式现场构造。
阅读并理解了下面的详细描述后，本发明的许多优点和益处对于本领域技术人员而言将变得显而易见。
本发明可采用多种构件及构件布置，以及多个步骤和步骤安排。附图仅用来说明优选实施例，而不应解释为限制本发明。
图1示出根据本发明的第一实施例的LED发光装置。
图2示出图1所示LED的立体图。
图3示出根据本发明的第二实施例的发光装置中的LED连接器的分解图。
图4示出第二实施例的连接器的横截面图。
图5示出根据本发明的接线(splice)连接器。
图6示出图5所示接线连接器的分解图。
图7示出在通道文字系统内使用的本发明的发光装置和接线连接器。
图8示出结合有一中间型板的通道文字系统的一个适合的实施例的分解立体图。
图9示出图8中的部分LED发光装置及其装配到部分型板上的透视图。
图10示出图9中的一个LED装置的放大的立体图，包括一接线连接器。
图11示出图10中的LED装置的分解立体图。
图12示出图10和图11中的连接器的绝缘层穿刺件，及其与连接器内的LED导线的相互连接(图12中未示出连接器本体)。
图13示出绝缘层穿刺件与柔性电缆导体的连接。
图14示出图9中的扣合接线连接器的分解图。
图15示出一未剪切的型板的立体图，其能够制成图8所示的成形型板。
图16示出一通道文字，适当布置有可单独调节的电源输出装置。
具体实施例方式
参看图1，发光二极管(LED)发光装置10包括被柔性电绝缘层14围绕的柔性电导体12。更具体地，导体12包括多个大体上平行的导电元件16，用绝缘层14使每个导电元件16都绝缘。在优选实施例中，绝缘层14包括橡胶、PVC、硅酮、和/或EPDM。然而，也可以考虑其它材料。
优选地，导体12包括两个导电元件16a、16b。而且，每个导电元件16a、16b的大小最好为大约14号(gauge)。另外，每个导电元件16a、16b最好绞合成束，包括多个股芯(strand)18(如七股芯)。
该LED发光装置10还包括LED 20，其与传导元件16电接触并以机械方式固定到绝缘层14上。更具体地，参见图2，该LED 20包括多个电导线22(例如一对或两对导线22)。虽然只需要一对导线22a、22b，但另外的一对导线22c、22d增加了装在导体上的LED20的稳定性。而且，另外的一对导线22还提供了散热手段，从而允许使用更大电流驱动LED 20。每对导线22分别包括第一导线22a、22d，举例来说其连接到电源负极，以及第二导线22b、22c，举例来说其连接到电源正极。LED 20通常是带有阳极和阴极的两极装置。在一适合的实施例中，第一导线22a、22d对应于LED 20的阳极并直接电连接到导电元件16a，并且第二导线22b、22c对应于LED 20的阴极并直接电连接到导电元件16b。
参见图1和图2，利用绝缘层剥离技术，使导线22穿透绝缘层14，从而，以机械连接方式和电连接方式将LED 20固定到导体12上。而且，在穿过绝缘层14后，导线22接触到相应的导电元件16。优选地，导线22包括呈楔形针的插接片顶端。导线22的楔形针顶端穿在各导电元件16a、16b的股芯18之间，以在导线22和导电元件16之间形成电接触。
优选地，当导体12平放时(即当传导元件16a、16b在位于水平面之上的通常基本水平的平面上延伸时)，LED 20固定到导体12上。
可选地，导体12包括两个斜槽(沟槽)24a、24b，位于绝缘层14中。斜槽24a、24b分别大致位于各个导电元件16a、16b上部。在将LED 20固定到导体12之前，导线22被放置在斜槽24a、24b中，从而分别在导电元件16a、16b上方对齐。接着，在排列在斜槽24中后，导线22穿过绝缘层14并插入导电元件16。
参见图3和图4，示出包括发光装置40的可选实施例，该发光装置40将LED 50经由连接器54固定到导体52。连接器54包括第一和第二部件54a、54b。在这两个部件54a、54b被固定(例如扣住或夹紧)在一起之前，先将LED 50固定在第一部分54a中。与在第一实施例中一样，导体52是柔性的并包括多个导电元件56a、56b(例如两个传导元件)和绝缘层，该绝缘层将各个导电元件56a、56b隔离开。此外，导电元件56a、56b可选用束状的，如包括7个股芯58。
可选地，在部件54b中形成孔60，固定装置(例如紧固件，如螺钉、钉子、螺栓等)穿过该孔60插入，以将连接器54固定到壁上或其它支撑件上。例如，可将连接器54固定到通道文字外壳的一个壁上(参看图7)。
连接器部件54b包括多个电触点62，一旦部件54a、54b扣在一起，就与LED 50电接触。如下所述，触点62，与部件54a、54b一起，用于将连接器54机械固定到导体52上。多对触点62彼此电连通。更具体地，触点62a、62c彼此电连通，而触点62b、62d彼此电连通。在适合的实施例中，电连通是直接的电接触，即触点62a、62c是电相连的，触点62b、62d是电相连的。
例如，一组触点62a、62c电连接到电源正极，而另一组触点62b、62d，电连接到电源负极。以此方式，LED 50的阳极直接与电源正极电接触，而LED 50的阴极直接与电源负极电接触。该组触点62a、62c与该组触点62b、62d电绝缘。而且，电触点62呈V形，其大小可将导电元件56a、56b容纳在各个V形空间内。更具体地，V形电触点62的顶端是尖的，且被形成以刺穿传导元件56a、56b周围的绝缘层。
虽然仅有两个触点62a、62b(或可选地，62c、62d)是必要的，但连接器54优选包括两对触点62，以增加连接器54和导体52之间的机械连接的稳定性。
在刺穿绝缘层后，导电元件56a、56b进入电触点62的V形空间。当导电元件56a、56b进入V形空间时，导电元件56内的股芯塞入“V”形顶点。以此方式，在导电元件56和各个电触点62之间形成可靠的电接触。而且，该股芯被挤压从而使导体的形状变化，例如从圆形变为椭圆形。同样，当该股芯被挤压时，股芯之间的空间减小，从而使各个导电元件56a、56b的总尺寸(例如直径或周长)减小，例如减小为“未挤压的”三股芯连接器的尺寸。
优选地，当导体52竖放时(例如当导电元件56a、56b在基本水平的表面上方的大体平行的水平面上延伸时)，连接器54被固定到导体52。
可以理解，尽管上述实施例是分别参照导体12、52上的单个LED 20(图1)和单个LED连接器54(图3)做出的描述，但导体12、52上的多个LED 20(图1)和LED连接器54(图3)，其效果也是可以预期的，这样，发光装置10、40可以形成相应的LED带。此外，每个LED发光带10、40的导体12、52上的LED 20(图1)和LED连接器54(图3)彼此间隔优选为约两英寸。然而，LED 20和LED连接器54之间的其它间距大小也可以考虑。
而且，如果多个LED 20固定到导体12(图1)，其中该LED 20定位在平放的位置上，则导体12在第一方向上可以弯曲。然而，如果多个连接器54被固定到导体52(图3)，其中该导体52定位在竖直位置，则导体52在第二方向上可以弯曲。
参看图5和图6，接线连接器70以机械方式和电连接方式将多个柔性导体(例如两个导体)72、74连接在一起。与连接器54(参看图3)一样，接线连接器70包括多个部分，例如两个部分70a、70b。优选地，部分70a、70b可滑动地彼此互连。而且，部分70a、70b在两个位置(例如打开位置和关闭位置)之间滑动。在关闭位置时，部分70a、70b通过一锁定片71连接在一起，锁定片71与配合片73相接合。虽然在图6中仅示出一个锁定片71和一个配合片73，可以理解，也可以考虑使用额外的锁定片和配合片。此外，和图3的导体52和连接器54一样，当导体72、74处于竖直位置时，图5和图6的接线连接器70最好固定到导体72(已示出)、74(未示出)上。而且，接线连接器70包括多个电触点76(例如两个电触点)，其优选为V形，并且以与图4所示触点62类似的方式发挥作用。在关闭位置中，锁定片71通过配合片73固定，从而使导体72、74固定在V形触点76中。
导体72、74相互平行和竖直排列。接着，接线连接器70固定在这两个导体72、74周围。以此方式，各第一导电元件72a、74a以机械方式和电连接方式彼此相连。同样地，各第二导电元件72b、74b以机械方式和电连接方式彼此相连。
参看图7，根据本发明，通道文字系统80包括LED 82，以机械方式和电连接方式连接到柔性导体84。应当理解，LED 82可直接连接到导体84(如图1所示)也可经由连接器54连接到导体84(如图3所示)。而且，所示出的接线连接器70以机械方式和电连接方式将导体84连接到其它导体86上。
参看图8至图16，描述了发光标志牌或通道文字88的又一适合的实施例。如图8所示，可弯曲的发光装置90装在一型板92上，该型板92限定了所选形状，例如大写字母“E”，其与外壳94形状一致，该外壳94也与大写字母“E”形状一致，并包括至少一个半透明表面96，用以使弯曲状的LED光源90产生的光线通过。该型板92的形状被加工成可安装在外壳94中。
继续参看图8，并参看图9，可弯曲的发光装置90包括一绝缘柔性电线100，其上以间隔方式设置多个LED装置102。每个LED装置102包括一个发光二极管104，其具有一个导线框架，导线框架固定在连接器108的第一区域106中。连接器108还包括夹在电线100上的第二区域110。第二区域110包括一个扣合式连接器，其与先前参照图3和图4描述的连接器相似，并同样用来使发光二极管104与电线100的平行导体112、114连接。如图9所示，由于导体112、114通过电线100的绝缘套115保持基本不变的间距，所以夹持连接器108可沿电线100放置在任何地方。
由于LED装置102沿柔性电缆100隔开，例如以两英寸间距隔开，则位于LED装置102之间的电缆部分可弯曲以限定通道字母形状或其它所选图案，例如由图8中的发光装置90形成的字母“E”。在图8至16的实施例中，应当知道，在电线100的绝缘套115内的两个平行导电体112、114限定了一个位于空间内的局部电线平面，这两个导体112、114包含在该平面中。电线100在局部电缆平面外的方向上可弯曲，其取向随电缆100的弯曲而变化，但是由于在局部电缆平面内的弯曲沿导体112、114的轴线产生压力和张力，所以在局部电缆平面上相对来说不可弯曲。因此，电缆100在型板92的平面内可以弯曲，以使发光装置90在型板92上形成图案。特别指出当电缆被弯曲以与所选文字一致时，型板92的平面处处垂直于局部电缆平面。还将认识到，LED装置102是定向的，以便由LED 104产生的光照指向平行于局部电缆平面的方向，即垂直于型板92的平面的方向，从而LED装置102产生指向远离型板92的方向的光。
第二区域110方便地采用一种机械连接，这种机械连接也以与上述相似的方式实现发光二极管104至导体112、114的电连接，例如在机械扣合连接期间使用电导线62(参看图3和图4)穿透电线100的电绝缘层115。可选地，第二区域110支持可拆卸连接，例如非扣合时从电线100拆下连接器108。虽然这样的连接会在绝缘层115剥离处留下小开口，但是施加在并联接线中的LED装置102两端的电位差通常较低，例如对于商用LED，通常的最佳正向电压为几伏特，因此绝缘老化并不会带来明显的安全隐患。
继续参看图9和图10，每个连接器108另外包括一个第三区域116，适合于与紧固件118协作从而将连接器108紧固到型板92上。在所示实施例中，第三区域116包括一个容纳紧固件118的槽120，该紧固件在所示实施例中为一个典型的带螺纹的螺栓。紧固件118的杆穿过槽120，并拧入设置在型板92中的多个开口122之一中。
详细参看图9，电缆100包括两段电缆1001、1002，这两段电缆使用扣合接线连接器124连接在一起，该接线连接器124将随后参看图14作更详细的描述。该接线连接器将这两个电缆1001、1002的导体112电连接，以形成一个连续导体，还将这两个电缆1001、1002的导体114电连接，以形成另一个连续导体。组合在一起的导体112、114通过绝缘层或绝缘套115彼此电绝缘。另外，图9示出一个电源连接器126，其使用与连接器108的第二区域110所采用的夹具相同类型的扣合夹具与电缆100相连。典型的电源连接器126包括适合与电缆连接器的插接片(未示出)连接的插座128。虽然图中示出电源连接器126连接在曲线形LED光源90的附近，但可以知道，由于光源90的并联电构造，电源连接器126可改为基本上沿光源90的任何地方设置，包括在LED装置102之间设置。实际上，将电源连接器122夹到曲线LED光源90上的位置的选择最好由照明标志牌88的几何形状和通过驱动电源(参看图16)的位置确定。可选地，电源连接器可被集成到接线连接器内或集成到LED连接器内。
详细参看图11和图12，描述了典型LED装置102的装配。LED104包括导线130，具体地包括两个正导线130P，与LED 104的正极端子或阳极电连通；两个负导线130N(其中之一被图11和图12中的视图挡住)，与LED 104的负极端子或阴极电连通。LED 104最好还包括透光封装物132，封装有半导体晶片或其它电发光元件(未示出)。封装物132可以形成为透镜或其它所选光折射形状。而且，该封装物132可以包括荧光材料，着色材料，或其它能够改变或调整LED 104的光谱输出的类似物。本领域技术人员将认识到该LED 104与市场上可买到的LED封装基本类似，例如P4(piranha)LED封装。
第一区域106包括凹座(socket)，用于容纳LED 104，该LED104的发光表面(即其上设置封装物132的表面)朝向远离连接器108的方向，并且LED导线130插入凹座中。连接器108包括第一部件140和第二部件142，第一部件具有使LED安装或插入的第一区域106，第二部件以夹持或扣合的方式与第一部件140连接。第二区域110包括夹子、机械扣合连接件、或由位于部分柔性电缆100旁的两个部件140、142的连接结构所限定的类似结构。
继续参看图11和图12，第一部件140还包括正极和负极的导电的绝缘层穿刺件或插接片144P、144N，以基本上固定的方式设置在连接器108的第一部件140的槽或开口(未示出)中。每个插接片144都大体上呈一平面，且包括狭槽146，压入容纳相应的(正或负)LED导线130，以实现LED的正极端子和负极端子(阳极或阴极)与相应的正极或负极插接片144P、144N的电接触。将LED导线130容纳在狭槽146内采用压入方式，而不包括焊接步骤。因此，可以想到，LED 104可以从第一部分140的凹座区域106拆下，例如便于替换出故障的LED 104。
连接器108的第一部件140的装配包括将插接片144P、144N插入第一部件140，并将LED 104插入第一区域106的凹座，从而使LED导线130压配到插接片144的槽146内，从而实现与其电接触。在优选实施例中，第一部件140是塑料或其它电绝缘材料制成的模塑体，插接片144由金属片或其它大体上呈平面的导电材料制成，且LED 104是本领域中已知类型的预封装LED，例如电发光半导电元件，用适合的环氧树脂或其它封装物设置在P4(piranha)封装中。可以知道，用连接器连接的LED装置102的显著优点是其装配不包含焊接步骤。
继续参看图11和图12，并进一步参看图13，每个插接片144包括一个“V”形或分叉末端148，从第一部件140向第二部件142延伸，从而当第一和第二部件140、142与位于其间的电线100夹持或扣合在一起时，插接片144的末端148刺穿电线绝缘层115并接触导体112、114。每个分叉的末端148都确定一间隙150，其大小可以接纳柔性电线100的各个导体112、114。如图13中所清楚看到的，每个导体112、114都是多股芯导体，当这两个连接器部件140、142夹持或扣合住电缆100时，该多股芯导体受压挤进一个插接片144P或144N的间隙150中。这种按压最好不要损坏或折断导体112、114的各股芯，除非是为确保插接片144P、144N和各个导体112、114之间的可靠的电接触。
应当理解，第一和第二部件140、142在电线100旁的扣合连接实现了LED装置102至电缆100的机械连接，同时也通过插接片144P、144N，实现了LED 104的正极端子和负极端子(阳极和阴极)与供应电能的导体112、114的电连接。该电连接不包括附属的电组件，例如电阻器等，也不包括焊接结构。因此，通道文字中这种LED装置102只包括很少的构件，这样就减少了装置故障的可能性。然而，也可以考虑在连接器108中包括电阻或其它电路元件，从而实现所选的电源条件或其它电操作。
优选地，导体112、114、插接片144P、144N、以及LED导线130由基本相似的金属制成，从而减少电接触界面处的电化腐蚀，或涂覆有能减少界面处的电化腐蚀的导电涂层。在适合的实施例中，导体112、114、插接片144P、144N、以及LED导线130每个都涂覆有相同类型的导电涂层，这样就保证接触面处的电化腐蚀最小。尤其在大功率LED装置102的情况下，当实施例采用的接触表面的成分不匹配时，通常在接触面处会出现非常有害的电化腐蚀。
参看图10和图11，第一连接器部件140包括一线夹154，与第二连接器部件142的凹部或容纳区域156共同作用，将第一和第二部件140、142一起扣合固定到电线100上，如图10中的固定位置所示。当然，也可采用其它固定机构。
参看图9，并进一步参看图14，接线连接器124在电缆1001、1002上采用一个类似的，能同时进行电/机械连接的连接结构，以将电缆1001、1002接合在一起。该接线连接器124包括三个部件160、162、164，其优选由注模塑料或其它绝缘材料制成。部件162是中间部件，包括正极和负极双端绝缘层刺穿元件或插接片166P、166N，以与将插接片144P、144N插入LED装置102的连接器108的部件140相类似的大体上为刚性的方式，插入部件162的槽168P、168N中。与LED装置102的插接片144P、144N一样，插接片166P、166N优选包括分叉的末端150，其大小可以挤入所述的多股导体112、114，而又不使股芯断裂。
继续参看图9和图14，接线连接器124的部件160、162机械地扣合在柔性电线1002上。扣合在一起使插接片1501、1502刺穿绝缘115并分别与电线1002的导体112、114连接。该扣合连接包括将连接器部件162的夹子170与连接器部件160的凹部172的啮合起来，将部件160、162绕电缆1002固定。同样，插接片1503、1504刺穿绝缘层115，并分别与电缆1001的导体112、114连接，接线连接器124的部件162、164机械扣合在柔性电线1001上。该扣合连接包括连接器部件162的夹子174与连接器部件164的凹部176的啮合，从而将部件162、164绕电线1001固定。因此，插接片166P提供了电线1001、1002的导体112之间的电连接，而插接片166N提供了电线1001、1002的导体114之间的电连接，以在通过接线连接器124机械连接电缆1001、1002时，使这些电缆电连接。
参看图8和图9，并进一步参看图15，典型的发光标志牌88的构造有利地是由标准组件构成的，可将构造过程有选择地在制造商和最终用户之间分配。在一个适合的实施例中，LED 104安装在连接器108上，以形成LED装置102，在工厂将LED装置102扣合到柔性电线100上，以形成人造的可弯曲的发光装置90。在图15中示出的型板180包括预形成的开口122，且可在安装位置处进行切割以与所选的字母外壳94相匹配，例如，型板130进行切割以形成典型的“E”形型板92。剪下适当长度的柔性LED光源90，并利用连接器108的第三区域116和应用到所选的预成形开口122的紧固件118，将其固定在成形的型板92上。连接器124应用在适当的地方，电源连接器126在所选的合适位置扣合在电线100上。可选地，省略预形成的开口122，替换为紧固到型板材料上的紧固件118。例如，替换的紧固件可以是具有尖头的木螺钉，用于接合并刺穿型板材料。
可以对上述安装过程做出改变，如，在工厂将LED 104安装在连接器108上，但在安装地点将LED装置102在沿电缆100的所选位置处扣合到电缆100上。在安装地点处，这种方法是劳动密集型的，但是在沿电线100进行LED装置102的选择和间隔布置上具有最大的灵活性。这样的组件系统使得最终用户能够选择LED104的颜色，从而产生定制的多色可弯曲LED光源90。
在另一变化中，类似于先前所述的图1和图2的实施例，可以省略连接器108，LED导线130P、130N直接固定到电线100上。上述的所有安装/装配过程都特别适合于改进现有的通道文字。成形的型板92方便地允许光源90绕过或越过障碍物或部件，例如现有通道字母中的交叉件。
继续参看图8至图15，并进一步参看图16，示出显示“TEXT”的通道文字200。通道文字部分“TE”用包含两个电能输出线路212、214的第一电源210供电。通道文字部分“XT”用包含两个电能输出线路222、224的第二电源220供电。
每个电源210、220都设置在远离所示通道文字“TEXT”处，例如在关联建筑物的内部设置，且包括调节电子设备，用于将市电(例如在美国为交流120V，在欧洲为交流220V)转变为适于驱动通道文字的LED光源的电能。由于在发光装置90中使用电并联，其输出电压为低压，所以，与单个LED的驱动电压相对应，也可使用低压电源。在优选实施例中，电源210、220是II级电源，其输出功率限于5安培30伏特。由于采用低压以及低压电流，II级电源是相对安全的，通常，电工规程不要求输出线路212、214、222、224设置在安全管道中。
当然，每个电源可包括数目不同的输出线路，例如一个、三个、或更多电能输出线路。每个电能输出线路都提供了可选的输出功率，例如，可被仪表226监控。在优选实施例中，输送给每一电力输出线路的电力可使用旋钮228或其它控制输入装置单独控制。这可以使字母(例如字母“T”、“E”、“X”、“T”)的光强度均衡，从而获得亮度均匀的标志牌“TEXT”。
图16还示意性地示出接线连接器230的使用，例如图14的接线连接器124的使用，从而连接“X”通道字母的上部的一段电线232和下部的一段电线234。注意，这种接线设置在这两段柔性电缆232、234的每个的中部。应当理解，实质上可在沿电缆长度的任何位置连接该接线连接器，从而提供了对电线设置的较大灵活性。
已参看优选实施例描述了本发明。显然，在阅读和理解以上的详细描述后，本领域技术人员可对本发明进行修改和改变。本发明的意图在于，只要这样的修改和改变落在所附的权利要求或其等价物的范围内，本发明就被解释为包括所有这样的修改和改变。
权利要求
1.一种发光标志牌，包括柔性电源线，包括第一平行导体和第二平行导体，被环绕包含在一绝缘套内，所述绝缘套用于限定所述平行导体之间的固定间距；多个发光二极管(LED)装置，连接到所述电源线，每个LED装置都包括一个LED，其带有一正极导线和一负极导线，所述正极导线与所述第一平行导体电连通，所述负极导线与所述第二平行导体电连通；型板，用来限定所选形状，所述电源线被设置到所述型板上；以及电源调节电子设备，远离所述型板设置，并与所述电源线的所述第一平行导体和第二平行导体电连通，所述电源调节电子设备经由所述平行导体向所述LED装置供应电能。
2.根据权利要求1所述的发光标志牌，还包括外壳，所述型板、LED装置、电源线都被设置在其内，所述电源调节电子设备设置在所述外壳之外，并远离所述外壳，所述外壳还限定所选的形状，包括透光区，用来透过所述多个LED装置产生的光。
3.根据权利要求1所述的发光标志牌，其中每个LED装置包括连接器，其包括第一区域，其上固定有LED，以及第二区域，与所述电源线机械连接，所述第二区域包括正极插接片和负极插接片，所述正极插接片电接触所述正极LED导线和所述第一平行导体，所述负极插接片电接触所述负极LED导线和所述第二平行导体。
4.根据权利要求3所述的发光标志牌，其中每个连接器还包括凸缘，适合将所述连接器固定到所述型板上。
5.根据权利要求3所述的发光标志牌，其中所述第二区域包括一紧固件，以机械方式固定到所述电源线上，所述机械方式固定同时使所述正极插接片和负极插接片分别电接触所述第一平行导体和第二平行导体。
6.根据权利要求1所述的发光标志牌，其中所述柔性电源线还包括多条电缆，每条电缆都包括第一平行导体和第二平行导体，所述第一平行导体和所述第二平行导体被环绕包含在一连续的绝缘套内，所述绝缘套用来限定所述平行导体之间的固定间距；以及至少一个接线连接器，机械地接合所述多条电线，所述接线连接器电连接所述多条电缆的第一导体，并电连接所述多条电缆的第二导体。
7.一种装置，用于将多个发光二极管(LED)安装到一通道字母外壳内，所述通道字母外壳具有至少一个透光表面，所述装置包括基本上为刚性的结构，可被预先形成或适于模锻，用于设置在所述通道字母外壳中；柔性电线，包括至少两个柔性平行导体，被设置以用来提供所述两个柔性平行导体之间的电势差；多个LED，通过每个LED的阳极和阴极与所述柔性电线中的至少两个导体的连通而并联；紧固件，用于将所述柔性电缆的至少一部分紧固到所述刚性结构上；以及电源模块，接收具有第一特征的电力，并将所接收的电力转化为具有第二特征的供电电力，所述供电电力与所述柔性电缆中的至少两个导体连通，以向所述多个相互并联的LED提供电力。
8.根据权利要求7所述的装置，还包括多个连接器，对应于所述多个LED，每个连接器保持一个LED并与所述电线机械连接，且每个连接器包括第一导电元件，用于接触所述LED阳极和所述至少两个导体的一个，每个连接器还包括第二传导元件，用于接触所述LED阴极和所述至少两个导体的另一个。
9.根据权利要求8所述的装置，其中用于将所述柔性电缆的至少一部分固定到所述刚性结构上的紧固件包括托架，设置在每个所述多个连接器上，用于将所述连接器固定到所述刚性结构上。
10.根据权利要求8所述的装置，其中所述连接器还包括第一连接器部件和第二连接器部件，围绕一部分所述柔性电缆扣合在一起，从而将所述连接器固定到所述电缆部分。
11.根据权利要求10所述的装置，其中所述连接区域包括所述第一导电元件和第二导电元件的末端，从所述第一连接器部件朝所述第二连接器部件向外延伸，所述末端包括绝缘层刺穿尖端，用于刺穿所述柔性电缆的绝缘层，从而接触所述相应的两个电缆导体。
12.根据权利要求11所述的装置，其中每个所述绝缘刺穿尖端都包括分叉部分，用于接收所述各电缆导体。
13.一种发光二极管(LED)发光装置，包括电缆，其包括至少两个柔性电导体，以及柔性电绝缘层，用来环绕所述电导体，所述电导体基本上被平行设置，所述电导体之间具有一选定间距；以及LED，具有以所述选定间距隔开的多个电导线，所述电导线与所述电导体电接触，并以机械方式刺穿所述绝缘层，从而将所述LED以机械方式固定到所述电缆。
14.根据权利要求13所述的LED发光装置，其中每个所述导体都包括多个股芯，并且约为14号(gauge)的。
15.根据权利要求13所述的LED发光装置，其中每个所述电导线都是楔形的。
16.根据权利要求13所述的LED发光装置，其中所述柔性层包括多个斜槽，用于使所述导线与所述柔性元件对齐。
17.一种发光二极管(LED)发光装置，包括电缆，其包括正极柔性导体，用于与关联的电源正极连接；负极柔性导体，用于与关联的电源负极连接；以及电绝缘层，用于环绕并与所述正极导体和负极导体电绝缘，并以所选间距隔离固定所述导体；LED，包括正极导线和负极导线；以及连接器，机械地固定到所述柔性绝缘层上，所述连接器包括用于刺穿所述绝缘层的正极插接片和负极插接片，分别与所述正极和负极导体电接触，所述连接器的上面还装配有LED，所述LED的正极导线和负极导线分别接触所述正极插接片和负极插接片。
18.根据权利要求17所述的LED发光装置，其中每个所述连接器插接片都是V形的；以及每个所述电缆导体都位于在由所述各个V形连接器插接片限定的开口内。
19.根据权利要求18所述的LED发光装置，其中所述连接器包括锁定片，用于将所述连接器紧固在锁定位置，当所述连接器位于锁定位置时，所述电缆导体被设置在所述各个V形连接器插接片内。
20.一种制造LED发光装置的方法，所述方法包括使多个导电元件绝缘，以形成柔性电绝缘导体；将LED机械地紧固到所述绝缘导电元件上；以及进行机械固定同时，使所述LED的多个导线与各个导电元件电接触。
21.根据权利要求20所述的制造LED发光装置的方法，其中所述固定步骤包括去除所述导电元件上的绝缘层；以及将一个所述LED导线插入所述去除的绝缘层中。
22.根据权利要求21所述的制造LED发光装置的方法，其中所述导电元件包括多个导电股芯，所述接触步骤包括使所述LED导线中的一个穿过所述传导元件上的一个的绝缘层；以及将所述LED导线插入所述导电元件的所述导电股芯之间。
23.根据权利要求22所述的制造LED发光装置的方法，其中所述绝缘层包括凹槽，在所述穿过步骤之前，还包括使所述LED导线通过所述凹槽与所述传导元件对齐。
24.根据权利要求20的所述制造LED发光装置的方法，其中所述紧固步骤包括将连接器机械地连接到所述导体上的绝缘层上；以及所述接触步骤包括使紧固到所述连接器的一个电触点穿过所述绝缘层，从而在所述触点和相应的一个导电元件之间形成电连接。
25.根据权利要求24所述的制造LED发光装置的方法，其中所述电触点是V形的，并且所述穿过步骤包括将所述导电元件紧固到所述V形触点内。
26.一种柔性发光装置，包括柔性电缆，包括电绝缘套，其包括彼此电绝缘的正极导体和负极导体，所述绝缘套使所述正极导体和负极导体之间保持一间距；以及多个发光二极管(LED)装置，在所述电缆上彼此隔开，每个所述LED装置都具有一LED，所述LED包括装配在连接器上的正极导线和负极导线，所述连接器将所述LED装置机械地固定到一部分所述柔性电缆上，并通过正极导电刺穿元件和负极导电刺穿元件将所述正极和负极LED导线电连接到所述正极导体和负极导体上，所述刺穿元件刺穿所述绝缘套，从而与所述各个导体形成电接触。
27.根据权利要求26所述的柔性发光装置，其中每个连接器包括LED装配区域，用于容纳所述LED；夹持区域，用于将所述连接器固定到部分所述柔性电缆，所述夹紧区域使所述正极导电刺穿元件和负极导电刺穿元件与所述柔性电缆的正极导体和负极导体对齐，每个导电刺穿元件都包括一绝缘刺穿末端，当所述夹持区域被固定与所述各个导体电接触时，用于刺穿所述绝缘套；以及紧固区域，用于将所述连接器紧固到关联的支撑结构上。
28.根据权利要求27所述的柔性发光装置，其中每个连接器的紧固区域都包括开口，适合于与紧固件配合，将所述连接器紧固到所述关联的支撑结构上。
29.根据权利要求26所述的柔性发光装置，其中每个导电刺穿元件者包括分叉末端，用于限定一间隙，所述间隙的大小可以容纳所述的各个导体。
30.根据权利要求29所述的柔性发光装置，其中每个电缆导体都是多股芯导体，并且所述导体可受压固定在所述分叉末端内。
31.根据权利要求26所述的柔性发光装置，其中每个连接器包括第一部件，包括用于容纳所述LED的LED装配区域；以及第二部件，用于与所述第一部件配合，从而限定夹持区域；其中所述第一部件和第二部件扣合在一起，使所述柔性电缆部分设置在所述第一部件和第二部件之间，以将所述连接器固定到所述柔性电缆，所述扣合使所述导电刺穿元件刺穿所述绝缘套，并与所述各个导体形成电接触。
32.根据权利要求31所述的柔性发光装置，其中所述柔性电缆的绝缘套包括斜槽，设置在所述绝缘套的表面上并与所述正极和负极电导体对应，所述倾槽用于容纳所述导电刺穿元件的末端，从而在扣合之前，对齐位于所述第一连接器和第二连接器之间的柔性电缆部分。
33.根据权利要求26所述的柔性发光装置，其中在所述绝缘套内的所述正极导体和负极导体限定一个电缆平面，所述柔性电缆在所述电缆平面之外的方向上可弯曲，所述LED基本上在平行于所述电缆平面的方向上发光。
34.根据权利要求26所述的柔性发光装置，其中位于所述隔开的LED装置之间的电缆部分可有选择地弯曲，以确定一个所选的通道文字。
35.根据权利要求26所述的柔性发光装置，其中所述柔性电缆包括第一柔性电缆和第二柔性电缆，所述柔性发光装置还包括一接线连接器，以机械方式和电连接方式连接第一柔性电缆和第二柔性电缆，所述接线连接器包括正极导电刺穿元件和负极导电刺穿元件，用于刺穿所述第一电缆和第二电缆的绝缘套，从而与所述各个导体形成电接触。
36.一种发光二极管(LED)发光装置，包括柔性电缆，包括阳极线和阴极线，设置在一电绝缘套中；多个LED装置，沿所述电缆隔开，并与所述电缆以机械方式和电连接方式连接，每个LED装置都包括LED，具有至少一个阳极导线和至少一个阴极导线；以及连接器，包括一LED凹座，用于容纳所述阳极导线和阴极导线，所述LED凹座以机械方式保持所述LED，所述连接器还包括在所述阳极导线和所述阳极线之间的第一导电通道，以及在所述阴极导线和所述阴极线之间的第二导电通道，所述第一导电通道和第二导电通道移开部分所述电缆绝缘套。
37.根据权利要求36所述的LED发光装置，其中所述第一导电通道和第二导电通道都包括接触所述LED导线的导电元件，所述导电元件包括一绝缘刺穿末端，用于刺穿部分所述电缆绝缘套，并接触各个电缆线。
38.根据权利要求37所述的LED发光装置，其中所述连接器包括第一部件和第二部件，用于环绕地夹持到一部分所述电缆上，所述第一导电通道和第二导电通道的绝缘刺穿末端伸入所述夹持部分内，使得所述绝缘刺穿末端在夹持过程中刺穿所述电缆绝缘套，从而实现与所述各个电缆线的接触。
39.根据权利要求37所述的LED发光装置，其中每个绝缘刺穿末端都包括一个分叉，用于容纳部分所述阳极线或阴极线，而又不切断这些线。
40.根据权利要求37所述的LED发光装置，其中所述LED导线和导电元件包括相同类型的导电表面材料。
41.根据权利要求37所述的LED发光装置，其中所述阳极线和阴极线及所述导电元件包括相同类型的导电表面材料。
42.根据权利要求37所述的LED发光装置，其中所述阳极线和阴极线、所述传导元件、以及所述LED导线中的每个都包括一选定的导电表面，以充分减少其间的电接触表面处的电化腐蚀。
43.根据权利要求37所述的LED发光装置，其中所述导电元件与所述LED导线的接触实现了电接触，而不需配合采用导电焊料。
44.根据权利要求36所述的LED发光装置，其中所述第一导电通道和第二导电通道包括导电阳极插接片；导电阴极插接片；用于容纳所述阳极插接片的阳极插接片凹槽；以及用于容纳所述阴极插接片的阴极插接片凹槽；其中所述插接片凹槽与所述LED凹座连通，以使所述LED导线穿透所述插接片凹槽，从而与所述插接片接触。
45.根据权利要求36所述的LED发光装置，其中每个连接器都包括一个LED凹座。
46.根据权利要求36所述的LED发光装置，还包括型板，用于限定所选字母或符号，所述柔性电缆设置在所述型板上，从而使形成所述选择的字母或符号发光。
47.根据权利要求46所述的LED发光装置，其中所述电缆通过所述连接器紧固到所述型板上。
48.根据权利要求46所述的LED发光装置，其中所述型板包括多个型板，用于限定多个字母或符号，所述柔性电缆包括多个柔性电缆，设置在所述多个型板上，所述LED发光装置还包括带有多个可单独调节电力输出线路的电源，每个电力输出线路都提供电力给一个或多个柔性电缆，所述单独调节电力输出线路进行可选择的调整，以使由所述柔性电缆产生的强度大体上均匀。
全文摘要
一种发光标志牌(88)，包括柔性电源线(100)，该柔性电源线(100)包括第一和第二平行导体(112，114)，被环绕包含在用于限定平行导体(112，114)之间的固定间距的绝缘套内。多个发光二极管(LED)装置(102)连接到电源线(100)。每个LED装置(102)都包括LED(104)，其带有正极导线(130p)，与第一平行导体(112)电连通；负极导线(130n)，与第二平行导体(114)电连通。型板(92)限定了所选形状，且电源线(100)设置在型板(92)上。远离型板(92)设置的电源调节电子设备(210，220)与电源线(100)的第一和第二平行导体(112，114)电连通。电源调节电子设备(210，220)通过平行导体(112，114)提供电力给LED装置(102)。
文档编号G09F13/04GK1516862SQ02812190
公开日2004年7月28日 申请日期2002年5月24日 优先权日2001年5月25日
发明者保罗·W·索瑟德, 保罗 W 索瑟德, 斯里纳特·K·安娜格拉, 特 K 安娜格拉, T 彼得罗斯基, 詹姆士·T·彼得罗斯基, 克里斯托弗·L·博勒尔, 托弗 L 博勒尔 申请人:吉尔科有限公司
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