JP2011076957A - 照明装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】照明に伴う熱を有効利用する照明装置を提供する。
【解決手段】照明装置1は、複数のLED照明ユニット100と、これらのLED照明ユニット100の少なくとも放熱部分を収容する筐体10と、筐体10に蓄えられた熱により温められた空気を、外部に送風する送風手段(制御装置20、送風機30、送風機40、内部センサー50、及び外部センサー60)とから構成されて成る。また、照明装置1は、筐体外部の温度によって、送風の方向を変えることによって、快適な空間を実現する。
【選択図】図1

Description

本発明は、照明装置に関するものである。
例えば、特許文献1には、支持体の外周面に設けられた放熱フィンにより、LEDチップから放出される熱を排熱する照明装置が開示されている。
また、特許文献2には、LEDモジュールから放出される熱をヒートシンクから排熱し、この排熱された熱により生じた上昇気流により、発電を行い、発電した電力により、冷却用ファンを起動し、起動した冷却ファンの風により、ヒートシンクを冷却するとともに、発電を行い、この発電した電力により、新たな外部電源を必要とせずに冷却ファンを回転させる機構を有する照明装置が開示されている。
特開2009−38039号公報 特開2009−54399号公報
本発明は、照明に伴う熱を有効利用する照明装置を提供する。
本発明に係る照明装置は、少なくとも照明ユニットの放熱部分を収容するように保持する筐体と、前記筐体内の空気を、筐体外の所定の方向に送風する送風手段とを有する。
好適には、前記送風手段は、筐体外の温度に応じて、送風の方向を変える。
好適には、前記筐体の下方に設けられた第1の通気口と、前記筐体の下方以外に設けられた第2の通気口とをさらに有し、前記送風手段は、筐体外の温度に応じて、第1の通気口又は第2の通気口のいずれかを選択し、選択した通気口から前記筐体内の空気を、外部に送風する。
好適には、前記送風手段は、筐体外に送風する空気の量を調節することにより、筐体外に送風される空気の温度を調節する。
また、本発明に係る照明装置は、少なくとも照明ユニットの放熱部分を収容するように保持する筐体と、前記筐体内に水を供給する給水手段と、前記筐体内で温められた水を外部に排水する排水手段とを有する。
本発明によれば、照明に伴う熱を有効利用することができる。
照明装置1の断面を模式的に示す図である。 (A)LED照明ユニット100(口金タイプ)及び(B)LED照明ユニット500(コネクタタイプ)の外観を模式的に示す図である。 照明装置1の外観を模式的に示す図である。 照明装置1の(A)寒冷時及び(B)温暖時における使用例を示す図である。 変形例1における照明装置2の断面を模式的に示す図である。 変形例2における照明装置3の断面を模式的に示す図である。
[背景]
一般的にLED(Light Emitting Diode)は、消費電力が少なく、発熱量も少ないと言われているが、照明用に高出力に設定されたものは、消費電力の増加とともに、発熱量も相応に増加する。また、LEDは、熱に弱く、高温化では発光効率が低下するとともに、素子が劣化し、寿命を縮めてしまう。そこで、高出力LEDを用いる場合は、LEDから放出される熱をヒートシンクなどにより適切に逃がす必要がある。例えば、上述した特許文献のように、LEDから放出される熱を排熱する機構を有する照明装置が開示されている。また、照明装置においてLEDから放出される熱を利用して、排熱するものもある。
こうした背景のなかで、本実施形態では、LEDから放出される熱を排熱するとともに、この排熱された熱を有効利用して温風又は温水を送出する照明装置を提案する。
[実施形態]
図1は、照明装置1の断面を模式的に示す図である。
図1に例示するように、照明装置1は、筐体10と、制御装置20と、送風機30と、送風機40と、内部センサー50と、取り付け具70とを有する。また、本図には表れていないが、図3に例示するように、筐体10の側面に、外部センサー60が設けられている。なお、請求項に記載した送風手段は、これら構成部のうち、制御装置20と、送風機30と、送風機40と、内部センサー50と、外部センサー60とにより構成される。
筐体10は、照明装置1の外形を成す部分である。本実施例では、筐体10は、制御装置20を収容するとともに、送風機30、送風機40、内部センサー50、外部センサー60、及び取り付け具70を設けられている。また、筐体10には、複数の照明ユニット100を挿入する穴が設けられている。この穴に照明ユニット100が挿入され、回転されると、筐体10は、照明ユニット100を、ベース部112及び口金130(図2を用いて後述)の2箇所で固定支持する。このとき、筐体10は、照明ユニット100の放熱部材120(図2を用いて後述)の部分を囲むように閉空間を構成する。この閉空間において、照明装置1は、照明ユニット100の放熱部材120から放出された熱を蓄える。なお、本図では、電力供給や動作制御などに用いる回路及び配線を省略している。
制御装置20は、送風機30、送風機40、内部センサー50、及び外部センサー60を制御して、筐体10外部の気温に応じて、筐体10の下方に設けられた送風機40(第1の通気口)又は筐体10の下方以外に設けられた送風機30(第2の通気口)のいずれかを選択し、選択した送風機30又は送風機40(第1又は第2の通気口)から筐体10に蓄えられた熱により温められた空気を、外部に送風する。
本実施例では、制御装置20は、内部センサー50により筐体10内部の気温を検知し、筐体10内部の気温が所定の温度以上になった場合には、送風機30及び送風機40を起動させる。このとき、制御装置20は、外部センサー60により筐体10外部の気温を検知し、外部の気温が所定の温度以上である場合は、A2からA1に送風されるように送風機30及び送風機40のプロペラの回転方向を制御し、外部の気温が所定の温度以下である場合は、A1からA2に送風されるように送風機30及び送風機40のプロペラの回転方向を制御する。これにより、制御装置20は、筐体10外部の気温に応じて、筐体10に蓄えられた熱により温められた空気を、送風機30又は送風機40のいずれかから送風する。
また、制御装置20は、内部センサー50により筐体10内部の気温を検知し、筐体10内部の気温に応じて、送風機30又は送風機40から送風される空気の流量を調節し、送風される空気が所定の温度になるようにする。
送風機30は、筐体10の下方以外の部分に設けられる。本実施例では、送風機30は、筐体10の側面部分に設けられている。また、送風機30は、プロペラを回転させることにより送風するが、このプロペラの回転方向により、筐体10の外部又は内部に向けて送風する。
送風機40は、筐体10の下方の部分に設けられている。本実施例では、送風機40は、筐体10の底面部分に設けられている。また、送風機30と同様に、送風機40は、プロペラを回転させることにより送風するが、このプロペラの回転方向により、筐体10の外部又は内部に向けて送風する。
内部センサー50は、筐体10内部に設けられ、筐体10内部の気温を検知する。本実施例では、内部センサー50は、筐体10内でも温度が上がり易い照明ユニット100同士の間に設けられている。なお、内部センサー50としては、公知の温度センサーを用いればよい。
外部センサー60は、筐体10外部に設けられ、筐体10外部の気温を検知する。本実施例では、外部センサー60は、送風の影響を受けないように、筐体10の送風機30が設けられていない側面に設けられている。なお、外部センサー60としては、公知の温度センサーを用いればよい。
取り付け具70は、照明用電源に筐体10を固定接続し、照明用電源から電力を取得する。そして、取得された電力は、制御装置20、送風機30、送風機40、及び照明ユニット100に供給される。なお、取り付け具70の形状は、特に限定するものではなく、例えば、ケーブルにより筐体10を吊り下げるタイプなどであってもよい。
図2は、(A)LED照明ユニット100(口金タイプ)及び(B)LED照明ユニット500(コネクタタイプ)の外観を模式的に示す図である。なお、図2(B)では、コネクタ530は、内部が見えるように点線で囲んだ部分の表面を透過させて、表わされている。
図2(A)に例示するように、LED照明ユニット100は、照明部110と、ベース部112と、放熱部材120と、口金130とを有する。ベース部112の一面には、照明部110が設けられ、ベース部112の他面には、放熱部材120が設けられている。放熱部材120の照明部110に対し、長軸方向の反対側端部には、口金130が設けられている。
照明部110は、LEDチップを設けられ、電力の供給を受けて、LEDチップを点灯させる。このとき、照明部110は、LEDチップにより熱を放出する。なお、照明部110がLEDチップにより発光する光は、特に限定するものではなく、公知のLEDチップ及び蛍光体などにより実現されればよい。
ベース部112は、照明部112から放出された熱を、放熱部材120へと伝導する。このため、ベース部112は、熱伝導率の高い素材で形成されることが望ましく、例えば、金属、又は熱伝導率の高いセラミック若しくは樹脂などで形成される。また、本実施例では、ベース部112の表面には、ねじ溝が刻まれ、ベース部112は、筐体10の底面にねじ結合する。このため、ベース部112の表面は、熱伝導率が低く、絶縁性の素材でコーティングされることが望ましく、例えば、熱伝導率の低い、絶縁性のセラミック又は樹脂などでコーティングされればよい。
放熱部材120は、支持体122と、放熱フィン124とから構成される。支持体122は、ベース部112に接合され、ベース部112から伝導された熱を放熱フィン124へと伝導する。放熱フィン124は、放熱面積を拡大するため、支持体122の外周面に複数接合されている。本実施例では、放熱フィン124の形状は、支持体122を中心にした円形であるが、これに限定するものではなく、例えば、支持体122を中心に放射状に延びる四角形などであってもよい。そして、放熱部材120は、放熱フィン124から放出される熱により、周辺空気を温める。なお、支持体122及び放熱フィン124は、ベース部112と同様に、熱伝導率の高い素材で形成されることが望ましく、例えば、金属、又は熱伝導率の高いセラミック若しくは樹脂などで形成される。
また、支持体122には、口金130により取得された電力を供給する配線を通す内部孔が設けられている。なお、電力を供給する配線は、この内部孔を通って、口金130から照明部110へと伸びる。
口金130は、ねじ溝を有し、筐体10の内部上面に設けられたソケットにねじ結合する。そして、口金130は、ソケットを介して、照明装置1から電力を取得する。
図2(B)に例示するように、LED照明ユニット500は、照明部510と、ベース部512と、放熱部材520と、コネクタ530とを有する。ベース部512の一面には、照明部510が設けられ、ベース部512の他面には、放熱部材120が設けられている。放熱部材520の照明部510に対し、長軸方向の反対側端部には、コネクタ530が設けられている。なお、照明部510、ベース部512、及び放熱部材520は、図2(A)に示したLED照明ユニット100の明部110、ベース部112、及び放熱部材120とそれぞれ実質的に同一である。
コネクタ530は、内部に定電流制御回路540又は分岐用配線回路542を収容する空間を有している。コネクタ530の内部に収容された定電流制御回路540又は分岐用配線回路542は、支持体522の内部を通り、照明部510に電力を供給する配線から伸びる内部端子532に接続される。コネクタ530は、筐体10の内部上面に設けられたソケットに結合する。コネクタ530は、ソケットを介して、照明装置1から電力を取得し、取得した電力を定電流制御回路540又は分岐用配線回路542へ供給する。そして、定電流制御回路540又は分岐用配線回路542は、コネクタ530から供給された電力を、接続端子532を介して、照明部510へ供給する。なお、コネクタ530が筐体10の内部上面に設けられたソケットに結合する機構は、特に限定するものではなく、例えば、ねじ又はツメなどにより結合されるものであればよい。
定電流制御回路540は、コネクタ530から内部端子532へと電力を渡す過程において、接続端子532を介して照明部510へ供給される電力が所定の大きさで一定になるように、スイッチングレギュレータなどにより電流を制御する。これに対し、分岐用配線回路542は、コネクタ530から供給された電力をそのまま照明部510へと供給する。例えば、直列に接続された複数のLED照明ユニット500において、最初に電力を供給される1つのLED照明ユニット500に定電流制御回路540を収容させ、その他のLED照明ユニット500に分岐用配線回路542を収容させることにより、直列に接続された全てのLED照明ユニット500の照明部510へ供給される電力は、所定の大きさで一定となる。
図3は、照明装置1の外観を模式的に示す図である。
図3に例示するように、照明装置1は、筐体10の底面に複数の照明ユニット100を挿入され、挿入された複数の照明ユニット100から発せられる光により、下方を照らす。また、照明装置1は、送風機30及び送風機40により、温風を下方又は側面から送出する。なお、照明装置1に挿入できる照明ユニット10の数及び配列は、特に限定するものではなく、照らしたい明るさなどに応じて、増減及び配列されればよい。また、照明装置1の形状及びデザインも、特に限定するものではない。
図4は、照明装置1の(A)寒冷時及び(B)温暖時における使用例を示す図である。
図4(A)に例示するように、寒冷時には、照明装置1は、側面から吸気A10を行い、内部の照明により温められた空気を温風A20として送出する。利用者は、照明装置1から送出される温風A20により、温められ、寒冷時でも、照明装置1のもとで快適に過ごすことができる。また、照明装置1は、側面から吸気し、温かい空気を下方に向かって送出するので、部屋の天井近くに溜まっていた空気を温め、床に近いところに温かい空気を循環させる気流を生むことができる。これにより、照明装置1は、部屋全体を温めることができる。
図4(B)に例示するように、温暖時には、照明装置1は、寒冷時とは逆に、下方から吸気A10を行い、照明により温められた空気を側面から温風A20として送出する。利用者は、照明装置1から送出される温風A20を直接受けることがなく、これにより不快な思いをすることがない。また、照明装置1の側面から送出される温風A20を部屋の外にホースなどを通して排出されれば、照明装置1は、温風A20により部屋を温めず、利用者は、照明装置1のもとでより快適に過ごすことができる。
以上説明したように、照明装置1は、LED照明ユニット100から放出される熱により、筐体10内の空気を温め、この温められた空気を温風として効果的に送出することができる。これは、これまで捨てられていた照明に伴う熱を有効利用するものと考えられる。
[変形例1]
図5は、変形例1における照明装置2の断面を模式的に示す図である。
図5に例示するように、照明装置2は、照明装置1の送風機40に風向羽242を設けたものである。なお、本図では、LED照明ユニット500が、照明装置2に挿入されている。また、本図では、LED照明ユニット500が直列で接続されていることを強調するため、LED照明ユニット500間の電気配線の一部を表わしている。それ以外の電力供給や動作制御などに用いる回路及び配線は、省略されている。
照明装置2において、直列に接続されたLED照明ユニット500のうち、最初に電力を供給されるものは、定電流制御回路540を収容し、それ以外のものは、分岐用配線回路542を収容している。これにより、定電流制御回路540を収容したLED照明ユニット500が、他の分岐用配線回路542を収容しているLED照明ユニット500に供給される電力を所定の大きさで一定にする。
風向羽242は、板を枠組みに隙間を空けて平行に組んだものであり、板の角度を変えることにより、送風機40から送出される温風を下方以外の方向に向ける。
また、制御装置20は、外部センサー60により検知した外部の気温に応じて、風向羽242の板の角度を制御して、温風を所定の方向に向ける。例えば、制御装置20は、外部の気温が所定の温度以下である場合は、温風を下方に向け、外部の気温が所定の温度以上である場合は、温風を下方以外に向ける。又は、例えば、寒冷時に、利用者が照明装置1の下方以外にいる場合、照明装置2は、下方以外の方向にいる利用者に向けて温風を送出することができる。
以上のように、風向羽242を設けることにより、照明装置2は、外部の気温に応じて、温風を下方又は側面以外の効果的な方向に向けて送出することができる。
[変形例2]
図6は、変形例2における照明装置3の断面を模式的に示す図である。
図6に例示するように、照明装置3は、照明装置1から送風機30及び送風機40を取り外し、入水機330、出水機332、及び送水管334を設けたものである。なお、入水機330、出水機332、及び送水管334は、請求項に記載した送水手段に相当する。
入水機330は、ポンプ作用などにより外部から水を取得し、取得した水を送水管334へと送る。送水管334は、照明装置3に挿入された照明ユニット100の放熱部材120の周囲に張り巡らされ、放熱部材120から放出される熱を吸収し、吸収した熱を送水管334を通る水へと伝導する。このため、送水管334は、熱伝導率の高い素材で形成されることが望ましく、例えば、金属、又は熱伝導率の高いセラミック若しくは樹脂などで形成される。これにより、送水管334を通る水は、照明ユニット100の放熱部材120から伝導される熱により、徐々に温められていく。そして、出水機332は、送水管334を通り、温められた水を、ポンプ作用などにより外部へと送出する。なお、送水管334へと送られる水は、水以外の液体であってもよい。また、送水管334の形状は、照明ユニット100の放熱部材120から熱を吸収し、吸収した熱を内部を通る水へと伝導することができれば、どのような形状でもよく、例えば、板状の部材の内部に管を通し、板状の部材が吸収した熱を管内の水に伝導するようなものであってもよい。
また、出水機332には、温度センサーが設けられている。制御装置20は、この温度センサーにより、送水管334内で温められた水の温度を検知し、検知した水の温度に応じて、入水機330及び出水機332により取得及び送出される水の量を調節し、送出される水が所定の温度になるようにする。
以上のように、照明装置3は、温風の代わりに、照明ユニット100から放出される熱により温められた温水を送出することができる。利用者は、この温水を、例えば、一時的に保温性の高い容器に蓄え、風呂、食器洗い、又は洗濯などへと利用することができる。
[その他の変形例]
上記実施例及び変形例では、温風を送風する向き、温風の温度、及び温水の温度を制御装置20を用いて制御したが、これらをリモコン操作などにより、手動で制御してもよい。なお、このとき、温風の温度、及び温水の温度を調節できる範囲を、LEDチップに悪影響を与えない範囲に留めるように留意する。
1 照明装置
2 照明装置(変形例1)
3 照明装置(変形例3)
10 筐体
20 制御装置
30 送風機
40 送風機
50 内部センサー
60 外部センサー
70 取り付け具
100 LED照明ユニット(口金タイプ)
110 照明部
112 ベース部
120 放熱部材
122 放熱フィン
124 支持体
130 口金
242 風向羽
330 送水機
332 出水機
334 送水管
500 LED照明ユニット(コネクタタイプ)
510 照明部
512 ベース部
520 放熱部材
522 支持体
524 放熱フィン
530 コネクタ
532 内部端子
540 定電流制御回路
542 分岐用配線回路

Claims (5)

  1. 少なくとも照明ユニットの放熱部分を収容するように保持する筐体と、
    前記筐体内の空気を、筐体外の所定の方向に送風する送風手段と
    を有する照明装置。
  2. 前記送風手段は、筐体外の温度に応じて、送風の方向を変える
    請求項1に記載の照明装置。
  3. 前記筐体の下方に設けられた第1の通気口と、
    前記筐体の下方以外に設けられた第2の通気口と
    をさらに有し、
    前記送風手段は、筐体外の温度に応じて、第1の通気口又は第2の通気口のいずれかを選択し、選択した通気口から前記筐体内の空気を、外部に送風する
    請求項1に記載の照明装置。
  4. 前記送風手段は、筐体外に送風する空気の量を調節することにより、筐体外に送風される空気の温度を調節する
    請求項1から3のいずれかに記載の照明装置。
  5. 少なくとも照明ユニットの放熱部分を収容するように保持する筐体と、
    前記筐体内に水を供給する給水手段と、
    前記筐体内で温められた水を外部に排水する排水手段と
    を有する照明装置。
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