JP2019016545A - 庫内照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】貯蔵品の視認性を向上させることができる庫内照明装置を提供することを目的とする。【解決手段】この庫内照明装置は、複数の発光素子を庫内の幅方向（Ｘ）に並べて配置した複数の発光素子と、発光素子を覆うカバーを備え、このカバーは、発光素子から照射される光を複数の方向へ配光制御する複数のレンズ（１２）を有し、照射される光は庫内の幅方向の中央部と比べて、庫内の壁面に向けて強い光の照射ピークをもつ照射分布（１３）であるため、貯蔵品だけでなく、庫内全体を明るくすることができ、庫内両端部の貯蔵品の視認性を従来よりも向上させることができる。【選択図】図４

Description

本発明は、冷蔵庫などに備えられる庫内照明装置に関するものである。

従来の冷蔵庫では、庫内における使用者の視認性を向上すべく、庫内の全体を明るく照らし出すために、光の照射方向が異なる複数の庫内照明装置が設けられている。

特許文献１には図８に示す庫内照明装置が記載されている。

図８は冷蔵庫の奥行き方向（Ｚ軸方向）の断面図を示す。１８は冷蔵室扉、１９は庫内を示している。庫内照明装置２０は庫内の天井面２１に設けられている。複数の照明装置からなる庫内照明装置２０は、発光ダイオード（以下ＬＥＤと記載する）が実装された前列実装基板２２と後列実装基板２３で構成されている。前列実装基板２２は庫内棚２４の前方及び扉ポケット２５に向けて光を照射し、後列実装基板２３は庫内棚２４の１段目の最後方を照射している。２６はダクトである。

特許５１２４５３８号公報

従来の庫内照明装置では、ＬＥＤが実装された後列実装基板２３を庫内１９の奥面方向へ傾けて取り付け、食品の視認性を高めているが、庫内１９の最上部の奥面壁部２７へ光が届きにくいため、庫内棚奥部の配置された食品の視認性が低い。

また、庫内の奥行方向へ配光制御しているが、庫内幅方向（Ｘ軸方向）への制御をしておらず、光の広がりは均等に広がるため庫内の両端部はＬＥＤから距離が離れるため、庫内中央部より光が届きにくく暗い。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、庫内両端部の貯蔵品の視認性を従来よりも向上させることができる庫内照明装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の庫内照明装置は、庫内の天面に設けられ前記庫内を照明する庫内照明装置であって、複数の発光素子を前記庫内の幅方向に並べて配置した複数の発光素子と、前記発光素子を覆うカバーを備え、前記カバーは、前記複数の発光素子から照射される光を複数の方向へ配光制御する複数のレンズを有し、前記照明装置から照射される光は前記庫内の幅方向の中央部と比べて、前記庫内の壁面に向けて強い光の照射ピークをもつ照射分布である、ことを特徴とする。

さらに、前記レンズは前記発光素子から照射される光を配光制御するために、前記発光素子の発光面に垂直かつ中央部を通る軸に対して、前記レンズの出射面側の曲面の中央部が偏心していることを特徴とする。

さらに、前記複数のレンズは前記発光素子から照射される光を複数方向に配光制御するために、それぞれのレンズの形状が異なることを特徴とする。

さらに、前記複数のレンズは前記発光素子から照射される光を複数方向に配光制御するために、それぞれのレンズにおいて、前記発光素子の発光面に垂直かつ中央部を通る軸に対して、前記レンズの出射面側の曲面の中央部が偏心している量が、前記庫内の幅方向に対し、中央部の前記レンズと比べて幅方向の両端部に近い前記レンズの方が、偏心量が大きいことを特徴とする。

さらに、前記複数のレンズは前記発光素子から照射される光を複数方向に配光制御するために、それぞれのレンズにおいて端部がつながった２つの曲率の曲線を組み合わせたレンズであることを特徴とする。

この構成によれば、カバーに有したレンズの配光制御により、照射される光は庫内の幅方向の中央部と比べて、庫内の壁面に向けて強い光の照射ピークをもつ照射分布であるため、庫内の壁面まで均一に明るくするのと同時に壁面で光を反射させ、庫内の両端部を明るくし、庫内の両端部の貯蔵品の視認性を向上させることができる。

本発明の実施の形態の庫内照明装置を備えた冷蔵庫の奥行き方向の断面図 同実施の形態における冷蔵庫の庫内の幅方向の断面図 同実施の形態における（ａ）庫内の天面の要部平面図と（ｂ）断面図 同実施の形態における（ａ）カバーに形成されているレンズ群を簡易的に図示した説明図と（ｂ）その庫内の奥行き方向の配光角度の説明図 本発明の実施の形態における（ａ）はレンズ形状１２ａを示す断面図と（ｂ）はレンズ形状１２ｂを示す断面図 同実施の形態の庫内照明装置６を備えた冷蔵庫に食品をいれたときの照明状態を示す（ａ）冷蔵庫の幅方向の断面図と（ｂ）冷蔵庫の奥行き方向の断面図 比較例における（ａ）カバーに形成されているレンズ群を簡易的に図示した説明図と（ｂ）その庫内の奥行き方向の配光角度の説明図 従来の冷蔵庫内奥行き方向の断面図

以下、本発明の実施の形態を図１〜図７に基づいて説明する。

図１〜図６（ａ）（ｂ）は本発明の実施の形態を示す。図７（ａ）（ｂ）は比較例を示す。

図１は冷蔵庫１の奥行き方向（Ｚ軸方向）の断面図、図２は冷蔵庫１の幅方向（Ｘ軸方向）の断面図を示す。２は冷蔵室扉、３は庫内を示している。庫内３の天面４および側面５は白色の樹脂材料で構成されているため、光を反射し、拡散させる特性を持つ。天面４には庫内３の全体を照明する庫内照明装置６が設けられている。庫内３には、透明な樹脂材で構成されている収納棚７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄが設けられており、食品が収納棚７ａ〜７ｄに収納されていない状態では、庫内照明装置６からの光が庫内上面から収納棚７ａ〜７ｄを通して庫内下面方向に透過する。また、庫内の奥面８も、天面４および側面５と同様に白色の樹脂で構成されるため、光を反射する特性を持つ。

庫内照明装置６から庫内の奥行き方向（Ｚ軸方向）に照射される照射光Ｒ１は、図１に示すように庫内全体を照らしており、収納棚７ａ〜７ｄに食品が収納されているときには、食品が直接に照射される光に加えて天面４，側面５，奥面８での反射された光により照らされることにより、食品の視認性を高めている。

庫内照明装置６から庫内の幅方向（Ｘ軸方向）に照射される照射光Ｒ２は、図２に示すように庫内全体を照らしている。収納棚７ａ〜７ｄに収納されている食品の視認性を高めるためには、食品へ直接照射される光が必要であるが、それに加えて、庫内全体に対して人が明るく感じることでより食品の視認性を高めることができる。そのためには、庫内の天面４，側面５，奥面８のすべてを均一に明るくする必要がある。よって、庫内照明装置６は庫内全体に配光制御する必要があるが、単純に配光を広げても光効率が下がるため、庫内の形状に合わせた配光制御が必要となる。

庫内照明装置６は、図３（ａ）（ｂ）〜図５に示すように構成されている。

図３（ａ）（ｂ）に示すように庫内照明装置６は、所定ピッチでＸ軸方向に発光素子としてのＬＥＤ群９が実装されたＬＥＤ実装基板１０と、ＬＥＤ実装基板１０と庫内３との間に介装された天面カバー１１とで構成されている。

具体的には、ＬＥＤ実装基板１０には１４個のＬＥＤ９_１〜９_１４が実装されており、ＬＥＤ９_１〜９_１４に対応して天面カバー１１にはＸ軸方向にレンズ１２_１〜１２_１４からなるレンズ群１２が一体に樹脂成形されている。天面カバー１１は、透明な樹脂材で構成されている。材質はポリスチレンである。ＬＥＤ９_１〜９_１４からの光を配光制御する役割をもつレンズ１２_１〜１２_１４の形状はすべて一様ではなく、Ｘ軸方向の位置によってレンズ形状が異なる。詳しくは、ＬＥＤから照射される光を複数方向に配光制御するために、それぞれのレンズ１２_１〜１２_１４において、ＬＥＤの発光面に垂直かつ中央部を通る軸に対して、レンズの出射面側の曲面の中央部が偏心している量が、庫内３の幅方向（Ｘ軸方向）に対し、中央部のレンズと比べて、幅方向の両端部に近いレンズの方が、偏心量が大きい。

図４（ａ）（ｂ）は、天面カバー１１のレンズ群１２を簡易的に図示したもので、それぞれのレンズに対応したＬＥＤ９_１〜９_１４からの光をそれぞれのレンズによりＸ軸方向とＺ軸方向に配光制御している。

レンズ１２_１〜１２_３，１２_１２〜１２_１４は、冷蔵庫の幅方向（Ｘ軸方向）に対して広がる方向に配光制御している。これは図１の上から１段目の庫内棚７ａおよび上から２段目の庫内棚７ｂの奥面８および側面５に光を照射しており、冷蔵庫１の構造において、光が届きにくい領域を明るくする効果がある。ここでレンズ１２_１〜１２_３の冷蔵庫の奥行き方向（Ｚ軸方向）の照射方向の角度は、図４（ｂ）に示すように、レンズ１２_４〜１２_６，１２_９〜１２_１１よりも大きい。レンズ１２_７，１２_８の冷蔵庫の奥行き方向（Ｚ軸方向）の照射方向の角度は、レンズ１２_４〜１２_６，１２_９〜１２_１１が奥行き方向（Ｚ軸方向）に傾いているのに対して逆方向の手前方向に傾いている。

レンズ１２_４〜１２_６，１２_９〜１２_１１は、上から３段目の庫内棚７ｃおよび４段目の庫内棚７ｄの奥面８および側面５に光を照射しており、庫内照明装置６から一番遠い箇所をレンズで集光した光で照射している。

図５（ａ）は、レンズ１２_１〜１２_３，１２_５，１２_６，１２_９，１２_１０，１２_１２〜１２_１４のレンズ形状１２ａを示す。このレンズ形状１２ａの曲面は、出射側の曲面がＬＥＤ群９を構成するＬＥＤの発光面に垂直かつ中央部を通る光軸Ａに対して、前記レンズの出射面側の曲面の中央部が偏心している。これは、ＬＥＤ群９およびＬＥＤ実装基板１０の取り付け位置が制約された場合において、特定の方向への配光制御する際に有効となる手段である。Ｒ３は屈折光である。

図５（ｂ）は、レンズ１２_４，１２_７，１２_８，１２_１１のレンズ形状１２ｂを示す。このレンズ形状１２ｂは、２つのレンズの隣接する端部がつながった２つの曲率の曲線を組み合わせたレンズである。このレンズを通過させることによって１つのＬＥＤからの光を２方向へと照射することができ、ＬＥＤからの光を更に広げる際に有効な手段である。

ここでレンズ１２_４，１２_１１はレンズ形状１２ｂであり、冷蔵庫の幅方向（Ｘ軸方向）に全体的に広がるようにするために、冷蔵庫の幅方向の左右の端部である２方向へ光を配光している。ここでレンズ群１２を幅方向に左右対称に分割した場合、それぞれのレンズ群の中央にレンズ１２_４，１２_１１が位置しているため、左右の広がりに対して均等に広がる特徴をもつ。Ｒ４は屈折光である。

また、レンズ群１２の中央のレンズ１２_７，１２_８は、他のレンズと比べるとベクトル成分は小さいがＺ軸正方向の成分を持っており、庫内３の手前方向（Ｚ軸正方向）に向けて配光制御している。更に、レンズ１２_７，１２_８は、庫内３の外側に光が照射されないように、集光した上でＸ軸方向にも配光制御して照射している。また、冷蔵庫の幅方向に全体的に広がるようにするために、１２_７，１２_８はレンズ形状１２ｂで構成され、冷蔵庫の幅方向の左右の端部である２方向へ光を配光している。

それぞれのレンズ１２_１〜１２_１４の配光分布を重ね合わせると図４（ａ）に図示したように、庫内の幅方向の中央部と比べて、前記庫内の壁面に向けて強い光の照射ピークをもつ照射分布１３となり、冷蔵庫の幅方向に対して中央に比べて左右対称にピークをもつ分布となる。これにより、庫内棚７ａ〜７ｄに収納される食品だけでなく、庫内の天面４，側面５，奥面８に対して均一な光照射が可能となる。したがって、庫内３の両端部が明るくなり、庫内３の両端部の食品の視認性が向上する。

この庫内照明装置６を備えた冷蔵庫１に食品を貯蔵したときの照明状態を、図６（ａ）（ｂ）に基づいて詳しく説明する。１４は庫内の奥面８に設けられたダクトである。

庫内の上から１段目の庫内棚７ａの手前側（Ｚ軸負の方向）に食品１５が収納されている。上から２段目の庫内棚７ｂの奥側（Ｚ軸正の方向）には食品１６が収納されている。庫内照明装置６より照射される光のうち、食品１５で遮られなかった光線Ｒ７は、庫内棚７ａを通過して、食品１６に直接に届く。食品１５で遮られた光線Ｒ６は、食品１６には届かない。

庫内照明装置６より照射され側面５で反射した反射光Ｒ５は、食品１６に届く。

よって、上から１段目の庫内棚７ａに食品１５がある場合に、食品１６の視認性を高めるには、側面５で反射して食品１６に届く反射光Ｒ５を増やす必要がある。そのために図４（ａ）におけるレンズ１２_１〜１２_３およびレンズ１２_１２〜１２_１４からの光線は冷蔵庫の幅方向（Ｘ軸方向）に対して広がる方向に配光制御している。

また、食品１５，食品１６の視認性をより高めるには複数方向から光が照射されることが効果的であり、そのために、レンズ１２_４〜１２_６，１２_９〜１２_１１からの光線により複数方向から照射されることになり、食品１５および食品１６の視認性を高めることができる。

図７（ａ）（ｂ）は比較例を示す。

この比較例は、図３〜図４（ａ）（ｂ）に示した実施の形態とは、庫内照明装置６のレンズ群の形状が異なっている。この図７（ａ）の比較例では１４個のレンズのレンズ面が１つで偏心および曲率が互いに同じ単一のものである。ここでレンズ１２_１〜１２_１４の冷蔵庫の奥行き方向（Ｚ軸方向）の照射方向の角度は、図７（ｂ）に示すように同じである。

この比較例の場合に、ＬＥＤ９_１〜９_１４からの光をそれぞれのレンズにより配光制御して、レンズ１２_１〜１２_１４の配光分布を重ね合わせると、図７（ａ）の照射分布１７となり、冷蔵庫の幅方向（Ｘ軸方向）に対して、一様な広がりとなる。これで庫内を照明した場合、図２の側面５に光が届きにくいため暗くなってしまう。そのため、人は庫内全体が暗く感じてしまい、食品の視認性を高めることができない。

なお、上記の実施の形態において、天面カバー１１は天面４に対して１つのブロックとして記載しているが、デザイン性や構造制約などにより複数ブロックに分けることも可能である。

なお、上記の実施の形態において、天面カバー１１のレンズ群１２は、計１４個の配光のレンズを並べているが、数量に限定されることなく、また、レンズの形状についてもレンズ形状１２ａ，１２ｂの２種類を並べているが、様々な組み合わせで配光を形成することが可能である。

なお、上記の実施の形態の図５（ａ）（ｂ）において、ＬＥＤ９はレンズ形状１２ａおよびレンズ形状１２ｂに対して１つを用いているが、高出力化などによりマルチチップタイプのＬＥＤを用いてもよい。

なお、上記の実施の形態において、レンズ形状１２ａ，１２ｂは、出射面側が凸形状で入射面側が凹形状で記載しているが、どちらも凸形状および凹形状でもよく、また、入射面および出射面どちらかが平面形状でもよい。また段差が発生するが、レンズの厚みを抑えるためにフレネルレンズ形状にしてもよい。

なお、上記の実施の形態において、天面カバー１１はポリスチレンとしたが、透明樹脂であるポリカーボネートやアクリル樹脂などでもよい。

なお、上記の実施の形態において、冷蔵庫１はコンプレッサーを冷蔵庫１の上部に配置するために、庫内の１番上の奥面８が狭くなっている構造としたが、この構造に限定されるものではない。

なお、上記の実施の形態において、庫内の天面４、側面５および奥面８は白色の樹脂としたが、デザイン性などにより、ミラー面を一部に設けるためにガラス製やステンレス製の部材にして反射性を高めてもよい。

なお、上記の実施の形態で庫内の天面４に庫内照明装置６を取り付けた冷蔵庫の場合を例に挙げて説明したが、この庫内照明装置６を冷凍庫の庫内の天面に取り付けた冷凍庫の場合も同様である。

本発明は、庫内両端部の貯蔵品の視認性を従来よりも向上させることができ、貯蔵品の出し入れがしやすくなり、冷蔵庫や冷凍庫などの各種製品の高機能化に寄与する。

１ 冷蔵庫
２ 冷蔵室扉
３ 庫内
４ 庫内の天面
５ 庫内の側面
６ 庫内照明装置
７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ 庫内棚
８ 庫内の奥面
９ ＬＥＤ群
９_１〜９_１４ ＬＥＤ
１０ ＬＥＤ実装基板
１１ 天面カバー
１２ レンズ群
１２_１〜１２_１４ レンズ
１３ 庫内の壁面に向けて強い光の照射ピークをもつ照射分布
１４ ダクト
１５，１６ 食品
１７ 比較例のレンズ群による配光分布
Ｘ 庫内の幅方向
Ｚ 庫内の奥行き方向

Claims (7)

1. 庫内の天面に設けられ前記庫内を照明する庫内照明装置であって、
   複数の発光素子を前記庫内の幅方向に並べて配置した複数の発光素子と、
   前記発光素子を覆うカバーを備え、
   前記カバーは、前記複数の発光素子から照射される光を複数の方向へ配光制御する複数のレンズを有し、前記庫内照明装置から照射される光は前記庫内の幅方向の中央部と比べて、前記庫内の壁面に向けて強い光の照射ピークをもつ照射分布である、
   庫内照明装置。
2. 前記レンズは、前記発光素子から照射される光を配光制御するために、前記発光素子の発光面に垂直かつ中央部を通る軸に対して、前記レンズの出射面側の曲面の中央部が偏心していることを特徴とする、
   請求項１記載の庫内照明装置。
3. 前記複数のレンズは、前記発光素子から照射される光を複数方向に配光制御するために、それぞれのレンズの形状が異なることを特徴とする、
   請求項１記載の庫内照明装置。
4. 前記複数のレンズは、前記発光素子から照射される光を複数方向に配光制御するために、それぞれのレンズにおいて、前記発光素子の発光面に垂直かつ中央部を通る軸に対して、前記レンズの出射面側の曲面の中央部が偏心している量が、前記庫内の幅方向に対し、中央部の前記レンズと比べて、幅方向の両端部に近い前記レンズの方が、偏心量が大きいことを特徴とする、
   請求項１記載の庫内照明装置。
5. 前記複数のレンズは、前記発光素子から照射される光を複数方向に配光制御するために、それぞれのレンズにおいて端部がつながった２つの曲率の曲線を組み合わせたレンズであることを特徴とする、
   請求項１から請求項４に記載の庫内照明装置。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の庫内照明装置を備えた、冷蔵庫。
7. 請求項１から５のいずれかに記載の庫内照明装置を備えた、冷凍庫。

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