JP2008269953A - 照明器具、天井埋込形照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】器具内に低温の空気が流入した場合でも照度の低下を防止する。
【解決手段】天井埋込形蛍光灯照明器具９９０において、器具本体５００にはアマルガムランプ７００を取り付けるソケット取付部５２０を備え、ソケット取付部５２０のそばには放熱穴３００を配置している。また、天井埋込形蛍光灯照明器具９９０は放熱穴３００を開閉する放熱弁１００と温度変化によって放熱弁１００を上下動させて放熱穴３００を開閉するアクチュエータ２００とを有する。アクチュエータ２００には温度変化する形状記憶合金製のバネと通常のバネとを組み合わせた構造を有する。温度上昇時には形状記憶合金製のバネが伸長して放熱弁１００を持ち上げて放熱穴３００を開き、温度下降時には通常のバネが伸長して放熱弁１００を引き下げて放熱穴３００を閉じる。これにより、アマルガム７１０部分の温度を一定に保ち、アマルガムランプ７００の光束の低下を防止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、温度対策を施した照明器具、天井埋込形蛍光灯照明器具および照明システムに関するものである。

蛍光灯ランプの光束はランプの周囲温度により変化し、より高い照度を得るためにはランプの特性を決定するポイント（最冷点やアマルガム部分）の温度管理が必要となる。
プレナムリターン方式の空調の使用や換気扇などを使用した場合、冷風が器具内へ流入して照明器具内の温度低下が発生し、アマルガムランプにおいては光束が急激に低下する不具合がある。これを「過冷却による照度低下現象」という。
過冷却による照度低下現象を防ぐためにはランプソケット周辺を覆って冷風がランプソケット周辺に流入しないようにする構造が有効である。しかし、ランプソケット周辺を覆う構造ではランプ周辺部の温度が通常状態で過度に上昇してしまい、最適な使用温度を超過して照度低下が発生する。特に高ワッテージのランプにおいてはこの現象が顕著に発生する。
特許文献１〜特許文献４にはランプ部分の温度変化について対策を施した照明器具について開示されている。
特開２００５−２１６５０６号公報 特開２０００−３４８５３１号公報 特開２００３−２７２４３６号公報 特開２００５−２１６５０７号公報

しかし、特許文献１〜特許文献４に記載された技術を用いても、過冷却をある程度防ぐことができても放熱は十分にできないというような課題がある。

本発明は、例えば、器具内に低温の空気が流入した場合でも照度の低下を防止し、さらに、通常の点灯状態においても高い照度を維持できる、低コストで器具効率（点灯効率）のよい照明器具を提供することを目的とする。

本発明の照明器具は、換気孔を有する器具カバーと、前記器具カバーの前記換気孔を開閉する放熱弁と、前記器具カバー内の温度を感知する感知器を有し、前記感知器の感知結果に応じて前記放熱弁を制御して前記器具カバーの前記換気孔を開閉する開閉機構とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、温度に応じて放熱弁を開閉して器具内の温度を調整する開閉機構を有することにより、例えば、器具内に低温の空気が流入した場合でも照度の低下を防止し、さらに、通常の点灯状態においても高い照度を維持できる、低コストで器具効率のよい照明器具を提供することができる。

実施の形態１．
実施の形態１において、照明器具内の温度を感知して自動的に放熱弁を開閉することにより器具内の温度を調整する機構（アクチュエータ２００）を持つ天井埋込形蛍光灯照明器具９９０について説明する。

図１は、実施の形態１における天井埋込形蛍光灯照明器具９９０の内部構成図である。
図２は、実施の形態１における天井埋込形蛍光灯照明器具９９０の平面図である。
実施の形態１における天井埋込形蛍光灯照明器具９９０の全体構成について図１、図２に基づいて以下に説明する。

図１は天井埋込形蛍光灯照明器具９９０の主要な内部構成を側方から示し、天井埋込形蛍光灯照明器具９９０を上方から示した図２におけるＡ−Ａ断面図に相当する。

図１において、天井埋込形蛍光灯照明器具９９０は天井９００に埋設する照明器具であり、アマルガムランプ７００、器具本体５００、反射笠５１０、電源装置６００、アクチュエータ２００および放熱弁１００を主な構成要素とする。

アマルガムランプ７００はソケット７２０にアマルガム７１０が封入されたランプであり、電源装置６００から供給される電力により発光する。また、アマルガムランプ７００のソケット７２０が器具本体５００のソケット取付部５２０に電気的・物理的に接続されて、アマルガムランプ７００は器具本体５００に取り付けられる。

器具本体５００はツバ部５０２と取付具５０１とにより天井板に固定して天井９００に埋め込むように設置される。また、器具本体５００は器具上部５３０と器具下部５４０との二段構成を成す。また、器具上部５３０は上部天面５３１と上部側面５３２とを有して茶筒状を形成し、器具下部５４０は下部天面５４１と下部側面５４２とを有して茶筒状を形成する。
器具本体５００において、器具上部５３０は、上部天面５３１にアマルガムランプ７００を取り付けるソケット取付部５２０を有し、ソケット取付部５２０に取り付けられたアマルガムランプ７００のソケット７２０部分を覆う。また、器具上部５３０の上部天面５３１には器具本体５００内の空気の流路となり、アマルガムランプ７００のソケット７２０に封入されたアマルガム７１０付近の熱気を換気する放熱穴３００を設けている。
また、器具上部５３０には上部天面５３１の放熱穴３００を開閉する放熱弁１００と、器具本体５００内の温度、特に、アマルガムランプ７００に封入されたアマルガム７１０付近の温度に応じて放熱弁１００を上下動させて放熱穴３００を開閉して、器具本体５００内の温度、特に、アマルガムランプ７００に封入されたアマルガム７１０付近の温度を調整するアクチュエータ２００とを備える。
器具本体５００において、器具下部５４０は内部に、アマルガムランプ７００が発光した光を反射して下方を照らす反射笠５１０を備える。

放熱弁１００は器具本体５００から放熱穴３００を介して流出する空気の流路９１０となる放熱弁穴１１０を中央に有してドーナツ型を形成する。

実施の形態１における天井埋込形蛍光灯照明器具９９０は放熱弁１００とアクチュエータ２００と放熱穴３００とを有することを特徴とする。

天井埋込形蛍光灯照明器具９９０を上方から見た図２において、器具本体５００の上部天面５３１にはアマルガムランプ７００のソケット７２０を取り囲むように各方位に放熱穴３００（放熱穴Ａ３００ａ〜放熱穴Ｆ３００ｆ）を設けている。また、アマルガムランプ７００のソケット７２０を取り囲むように各方位にアクチュエータ２００（アクチュエータＡ２００ａ〜アクチュエータＣ２００ｃ）を設けている。
アクチュエータ２００をアマルガムランプ７００のソケット７２０を取り囲むように各方位に有することにより、アマルガムランプ７００が器具本体５００に取り付けられた際にソケット７２０に封入されたアマルガム７１０がどの方位に位置しても、少なくともいずれかのアクチュエータ２００がアマルガム７１０付近の温度を感知することができる。
また、放熱穴３００をアマルガムランプ７００のソケット７２０を取り囲むように各方位に有することにより、アクチュエータ２００がアマルガム７１０付近の温度が高温であることを感知して放熱弁１００を持ち上げて各放熱穴３００を開いた際、少なくともいずれかの放熱穴３００がアマルガム７１０付近の熱気を器具本体５００外に放出してアマルガム７１０付近の温度を下げることができる。また、アマルガム７１０付近の温度が低温であることを感知した際、アクチュエータ２００は、放熱弁１００を下ろして各放熱穴３００を閉じることにより、器具本体５００外からアマルガム７１０付近に流入する冷風の流路９１０を断ちアマルガム７１０部分の温度の低下を抑えることができる。

つまり、アクチュエータ２００と放熱穴３００とをアマルガムランプ７００のソケット７２０を取り囲むように各方位に有することにより、天井埋込形蛍光灯照明器具９９０は取り付けられたアマルガムランプ７００のアマルガム７１０部分の温度を一定範囲の温度で維持することができる。

図２において、放熱効果をより高めるために各放熱穴３００の合計面積をより広げてもよい。例えば、連続して並ぶ複数の放熱穴３００を繋ぎ合わせるとよい。また、アマルガム７１０部分の温度の感知精度をより高めるために、より多くのアクチュエータ２００を設けてもよいし、各アクチュエータ２００を放熱弁１００の中心よりに配置してアマルガムランプ７００に近づけてもよい。各アクチュエータ２００は円形の放熱弁１００を上下動させ易いように放熱弁１００の円周方向に等間隔で配置するのが好ましい。

次に、実施の形態１における放熱弁１００とアクチュエータ２００との動作について図３〜図５に基づいて以下に説明する。
図３は、実施の形態１における放熱弁１００とアクチュエータ２００との連結部分の拡大図である。
図４は、実施の形態１における高温時の放熱弁１００とアクチュエータ２００との状態を示す図である。
図５は、実施の形態１における低温時の放熱弁１００とアクチュエータ２００との状態を示す図である。

図３において、アクチュエータ２００（アクチュエータＡ）は温度と収縮量とに応じて弾性力を変化させる第一の弾性体としてＮｉ−Ｔｉ（ニッケル・チタニウム）製の形状記憶合金バネ２２０を有し、収縮量に応じて弾性力を変化させる第二の弾性体としてＳＵ３０４（ステンレス）製の通常バネ２１０を有する。形状記憶合金バネ２２０は高温になるにつれて図３に示すようにバネが伸びた状態に形状を復元させる形状記憶特性を有し、この形状記憶特性により高温になるにつれて強い弾性力を有する。通常バネ２１０は形状記憶合金バネ２２０のような特別な形状記憶特性や温度に応じて特別に変化する弾性を有していない。
また、アクチュエータ２００は放熱弁１００と連結する支持棒２３０を有する。支持棒２３０には通常バネ２１０と形状記憶合金バネ２２０とが縦方向（通常バネ２１０が上、形状記憶合金バネ２２０が下）に直列に取り付けられ、支持棒２３０は通常バネ２１０と形状記憶合金バネ２２０とが互いの弾性力が均等になるように伸縮することにより上下動する。そして、支持棒２３０の上下動に応じて放熱弁１００は上下動して放熱穴３００を開閉する。
形状記憶合金バネ２２０が低温になるにつれて弾性力を強くする特性を有するのであれば形状記憶合金バネ２２０を上、通常バネ２１０を下にして支持棒２３０に取り付ければよい。

形状記憶合金バネ２２０は温度の上昇と共に弾性力を強めるため、アクチュエータ２００の周辺温度の上昇と共に形状記憶合金バネ２２０は図４に示すように伸長して通常バネ２１０を収縮させ支持棒２３０を持ち上げる。このとき、放熱弁１００が上昇して放熱穴３００を開き、器具本体５００内の熱が放熱穴３００から放熱される。
また、形状記憶合金バネ２２０の強まった弾性力はアクチュエータ２００の周辺温度の低下と共に弱まり、通常バネ２１０は図５に示すように伸長して形状記憶合金バネ２２０を収縮させ支持棒２３０を引き下ろす。このとき、放熱弁１００が下降して放熱穴３００を閉じ、器具本体５００内への冷気の流入が妨げられる。

つまり、アクチュエータ２００は、高温を感知した際に図４に示すように放熱弁１００を持ち上げて放熱穴３００を開き、低温を感知した際に図５に示すように放熱弁１００を引き下ろして放熱穴３００を閉じることにより、アマルガム７１０付近の温度を一定に保つことができる。
また、アクチュエータ２００は、アマルガム７１０付近が高温であるほど高く放熱弁１００を持ち上げることにより放熱するための流路９１０を広くし、アマルガム７１０付近が低温であるほど低く放熱弁１００を引き下ろすことにより冷気が流入する流路９１０を狭くする。
つまり、アクチュエータ２００は高温・温度の上昇を感知した際にはアマルガム７１０付近の熱気の流出を促進させてアマルガム７１０部分の放熱効果を高め、低温・温度の低下を感知した際には冷気の流入を抑止してアマルガム７１０部分の過冷却を抑える。

また、図３に示すように、放熱弁１００の上下動を助けるため、支持棒２３０と器具本体５００との間にすき間２４０を設けてもよい。これにより、各アクチュエータ２００間で周辺温度の差が生じて各アクチュエータ２００間の上下動の量に多少のばらつきが生じても、支持棒２３０が多少傾いたり、前後左右に多少ずれたりする余裕が有るので、放熱弁１００は上下動し易くなる。
また、図３に示すように、放熱穴３００に対する密閉度を高めるため、弾性を有するシリコン材やゴム材でできたパッド部１３０を放熱弁１００の金属部１２０と支持棒２３０との接続部分に設けてもよい。これにより、アクチュエータ２００が放熱弁１００を下げた際、パッド部１３０が放熱穴３００を埋めるように器具本体５００の上部天面５３１と密着するため、流路９１０をより完全に遮断してアマルガムランプ７００の過冷却を防ぐことができる。

図６は、アマルガムランプ７００が有する光束−温度特性の一例を示すグラフである。
図６では、天井埋込形蛍光灯照明器具９９０のように下向きにアマルガムランプ７００を取り付けた場合、アマルガムランプ７００は周囲温度が２５℃程度のときに光束がランプ性能の１００％となり、周囲温度が１７℃〜２９℃程度の範囲であれば１００％に近い光束（例えば、９８％以上の光束）を確保できることを示している。つまり、９８％以上を目的の光束率とした場合、図６において、目的の光束率を確保するための最低周囲温度は１７℃であり、目的の光束率を確保するための最高周囲温度は２９℃である。
例えば、天井埋込形蛍光灯照明器具９９０に取り付けるアマルガムランプ７００が図６に示す光束−温度特性を有する場合、１００％に近い光束を確保するため、周囲温度が１７℃以上２９℃以下のときに、放熱弁１００を器具本体５００の上部天面５３１に接するように支持棒２３０を引き下げた状態において、互いの伸長力をおおよそ均等にする弾性力や長さを有する通常バネ２１０と形状記憶合金バネ２２０とをアクチュエータ２００に用いるとよい。
例えば、周囲温度が１７℃以上になった際に温度の上昇に合わせて伸長力を高め、周囲温度が２９℃より大きくなった際に通常バネ２１０の伸長力より大きい伸長力となる形状記憶特性を有する形状記憶合金バネ２２０を用いて、アクチュエータ２００の周囲温度が２９℃以下のときに放熱弁１００を器具本体５００の上部天面５３１に密着させ、特に、アクチュエータ２００の周囲温度が１７℃未満のときに器具本体５００の上部天面５３１に対する放熱弁１００の密着度を最大にさせてもよい。

また、図６では、街路灯のように上向きにアマルガムランプ７００を取り付けた場合、アマルガムランプ７００は周囲温度が５５℃程度のときに光束がランプ性能の１００％となり、周囲温度が５０℃〜６０℃程度の範囲であれば１００％に近い光束を確保できることを示している。アマルガムランプ７００の光束はアマルガム７１０部分の温度に影響されるため、アマルガム７１０の封入されるソケット７２０を蛍光灯７３０の上側に位置させる下向きのアマルガムランプ７００はソケット７２０を蛍光灯７３０の下側に位置させる上向きのアマルガムランプ７００に比べて低い周囲温度のときに光束が１００％になる。

また、図６では、アマルガムランプ７００がアマルガム以外の封入物を用いるランプに対して高い光束レベル（例えば、９８％）を確保できる周囲温度の幅が広い（例えば、１７℃〜２９℃）ことを示している。

実施の形態１では、器具の構成として、ソケット取付部５２０の周辺部に放熱用の換気穴（放熱穴３００）と、その穴を覆う弁（放熱弁１００）と、その弁を開閉する温度検知機能付のアクチュエータ２００とを持つ天井埋込形蛍光灯照明器具９９０について説明した。
また、温度検知機能付のアクチュエータ２００はＮｉ−Ｔｉ等の形状記憶合金バネを用いていることを説明した。さらに、アクチュエータ２００はランプ光束の低下が発生する高温時には弁を開き、低温時や冷風の流入時には弁を閉じるように特性が調整がされていることを説明した。

実施の形態１で説明した天井埋込形蛍光灯照明器具９９０の構造以外に、ランプソケット周辺部の温度上昇を防ぐための構造としてヒートシンクを用いる構造が考えられる。
しかし、ヒートシンク構造は、アルミダイキャスト部品が一般的に使われる、放熱フィンを有する、構造が複雑になる等の理由により、イニシャルコストもランニングコストもコスト高になるという課題を有する。
一方、実施の形態１における構造は、ヒートシンク構造のようにアルミダイキャスト部品や放熱フィンを有さなくても、ランプ特性を決定するポイント（例えば、アマルガム７１０が封入された部分）の近辺に温度検知機構を持つアクチュエータ２００を有することにより、夏季や冬季などのように周囲環境が変化した場合でもランプ光束を最適に制御することができる。つまり、実施の形態１における構造はヒートシンク構造に比べてコストを低く抑えることができる。

実施の形態２．
実施の形態２ではアマルガム７１０から離れた部分に空気流入穴（空気流路用穴５１１）を設けた天井埋込形蛍光灯照明器具９９０について説明する。

図７、図８は、実施の形態２における天井埋込形蛍光灯照明器具９９０の内部構成図である。
図７は放熱弁１００が持ち上がり放熱穴３００が開いている状態を示し、図８は放熱弁１００が放熱穴３００を閉じている状態を示している。

前記実施の形態１において、放熱弁１００を閉じた状態でも、換気扇の能力が高いなどの理由により室内と天井裏との圧力差が高い場合、放熱弁１００と上部天面５３１との小さな隙間から冷風が高い流速でアマルガム７１０付近に流入してアマルガム７１０に過冷却が発生することも考えられる。
そこで、実施の形態２における天井埋込形蛍光灯照明器具９９０には、図７や図８に示すように、アマルガム７１０付近に流入する冷風の流量と流速を緩和するために、アマルガム７１０から離れた部分に空気流路用の穴（以下、空気流路用穴５１１とする）を設けている。
さらに、実施の形態２における天井埋込形蛍光灯照明器具９９０には、図７や図８に示すように、空気流路用穴５１１から流れて込んでくる冷風がアマルガムランプ７００（特に、アマルガム７１０部分）に直接当たらないようにするため、流路制御構造として防風壁５１２を設けている。

空気流路用穴５１１は、ソケット取付部５２０から離れた場所、つまり、アマルガムランプ７００が取り付けられた際のアマルガム７１０部分から離れた場所にある反射笠５１０に設けられている。
これにより、器具本体５００外と器具本体５００内とに気圧差が生じた場合でも、器具本体５００外から器具本体５００内に流入しようとする空気（冷風）は放熱弁１００と放熱穴３００とのすき間といった流入しづらい箇所からよりも空気流路用穴５１１から器具本体５００内に流入するため、空気流路用穴５１１から離れた場所にあるアマルガム７１０の過冷却を防止することができる。また、空気流路用穴５１１から外気が流入し易いことにより、アマルガム７１０に対する放熱効果が高まる。

また、防風壁５１２は、空気流路用穴５１１を有する反射笠５１０部分の内方であり空気流路用穴５１１とアマルガムランプ７００との間に設けられている。
これにより、空気流路用穴５１１から流入する外気は蛍光灯７３０に直接当たらないため、空気流路用穴５１１からの外気により蛍光灯７３０が急激に温度を低下させ、アマルガム７１０が蛍光灯７３０の温度低下に伴って過冷却を起こすということを防げる。また、空気流路用穴５１１から流入する外気はアマルガム７１０部分にも直接当たらないため、アマルガム７１０が空気流路用穴５１１からの外気により過冷却を起こすことを防ぐことができる。

実施の形態１における天井埋込形蛍光灯照明器具９９０の内部構成図。 実施の形態１における天井埋込形蛍光灯照明器具９９０の平面図。 実施の形態１における放熱弁１００とアクチュエータ２００との連結部分の拡大図。 実施の形態１における高温時の放熱弁１００とアクチュエータ２００との状態を示す図。 実施の形態１における低温時の放熱弁１００とアクチュエータ２００との状態を示す図。 アマルガムランプ７００が有する光束−温度特性の一例を示すグラフ。 実施の形態２における天井埋込形蛍光灯照明器具９９０の内部構成図。 実施の形態２における天井埋込形蛍光灯照明器具９９０の内部構成図。

符号の説明

１００ 放熱弁、１１０ 放熱弁穴、１２０ 金属部、１３０ パッド部、２００ アクチュエータ、２００ａ アクチュエータＡ、２００ｂ アクチュエータＢ、２００ｃ アクチュエータＣ、２１０ 通常バネ、２２０ 形状記憶合金バネ、２３０ 支持棒、２４０ すき間、３００ 放熱穴、３００ａ 放熱穴Ａ、３００ｂ 放熱穴Ｂ、３００ｃ 放熱穴Ｃ、３００ｄ 放熱穴Ｄ、３００ｅ 放熱穴Ｅ、３００ｆ 放熱穴Ｆ、５００ 器具本体、５０１ 取付具、５０２ ツバ部、５１０ 反射笠、５１１ 空気流路用穴、５１２ 防風壁、５２０ ソケット取付部、５３０ 器具上部、５３１ 上部天面、５３２ 上部側面、５４０ 器具下部、５４１ 下部天面、５４２ 下部側面、６００ 電源装置、７００ アマルガムランプ、７１０ アマルガム、７２０ ソケット、７３０ 蛍光灯、９００ 天井、９１０，９１１ 流路、９９０ 天井埋込形蛍光灯照明器具。

Claims (9)

1. 照明器具において、
   換気孔を有する器具カバーと、
   前記器具カバーの前記換気孔を開閉する放熱弁と、
   前記器具カバー内の温度を感知する感知器を有し、前記感知器の感知結果に応じて前記放熱弁を制御して前記器具カバーの前記換気孔を開閉する開閉機構と
   を備えたことを特徴とする照明器具。
2. 前記器具カバーはランプのソケットを取り付けるソケット取付部を有し、
   前記器具カバーの前記換気孔と前記開閉機構の前記感知器との少なくともいずれかが前記ソケット取付部の周辺部に配置された
   ことを特徴とする請求項１記載の照明器具。
3. 前記開閉機構の前記感知器は温度に応じて変形する形状記憶合金を用いて温度を感知することを特徴とする請求項１〜請求項２いずれかに記載の照明器具。
4. 前記開閉機構は
   前記感知器として温度を感知して温度に応じて弾性を変化させる第一のバネと第一のバネに比べて温度に応じて弾性を変化させない第二のバネとを有すると共に前記第一のバネと前記第二のバネとを直列方向に配置し、
   前記第一のバネと前記第二のバネとの弾性に応じて前記放熱弁を前記第一のバネと前記第二のバネとの直列方向に動かす
   ことを特徴とする請求項１〜請求項２いずれかに記載の照明器具。
5. 照明器具において、
   ランプのソケットを取り付けるソケット取付部と、前記ソケット取付部の周囲を覆うと共に前記ソケット取付部の周辺部に換気孔を有する覆い部とを有する器具カバーと、
   前記器具カバーの前記換気孔を開閉する放熱弁と、
   前記放熱弁の前記ソケット取付部の周辺部に配置されて前記放熱弁の前記ソケット取付部にランプが取り付けられた際に取り付けられたランプのソケット部分の温度を感知する感知器を有し、前記感知器の感知結果に応じて前記放熱弁を動作させて前記器具カバーの前記換気孔を開閉する開閉機構と
   を備えたことを特徴とする照明器具。
6. 前記器具カバーは前記ソケット取付部の周辺部から離れた位置に通風孔を有することを特徴とする請求項５記載の照明器具。
7. 前記器具カバーは前記ソケット取付部にランプが取り付けられた際にランプの発光部の側方を覆う笠部を有し、前記笠部は前記通風孔を有することを特徴とする請求項６記載の照明器具。
8. 前記器具カバーは前記笠部の前記通風孔が位置する部分において前記笠部とランプが取り付けられた際のランプの発光部との間に防風壁を有することを特徴とする請求項７記載の照明器具。
9. 請求項１〜請求項８いずれかに記載の照明器具と、前記照明器具を天井に取り付ける取付具とを備えることを特徴とする天井埋込形照明器具。

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