JP2021157903A - Lighting fixture - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、木質系材料を照明器具本体に使用した、上下配光型又は左右配光型の照明器具に関する。 The present invention relates to a vertical light distribution type or left and right light distribution type lighting fixture using a wood-based material for the main body of the lighting fixture.
特許文献1には、少なくとも一部に凹部を備えた木製の基部材と、前記凹部内に配置され、光を照射するLEDを有する光源部と、前記光源部が上面に配置されており、前記光源部の熱を放熱する前記光源部より大きい面積を有する金属製の放熱部材と、を備えた照明装置が開示されている。
In
特許文献2には、直管型光源と、前記直管型光源の両端部を支持するソケットと、外部から電力を受けるための端子台と、前記直管型光源、ソケット、及び端子台を収容する筐体と、を備える照明器具において、前記筐体は、互いに対向配置される一対の側面板と、前記側面板の長手方向両端部に設
けられ前記側面板を固定する固定部とを有し、前記側面板は、その対向内面に当該側面板の長手方向に沿って伸びる、前記固定部を固定するための溝部を有する照明器具が開示されている。
特許文献1の発明は、木材を器具本体に使用しているが、1方向のみに配光する光源であり、上方向の天井方向と下方向の床面方向を異なる光源で照らすことができないという問題があった。
The invention of
また、光源の発熱の対策として、事例として器具本体の外面に開口部を設けて放熱させているが、前記開口部があることにより器具本体の外面の美感を損ねるという問題があった。 Further, as a countermeasure against heat generation of the light source, as an example, an opening is provided on the outer surface of the instrument body to dissipate heat, but there is a problem that the presence of the opening impairs the aesthetic appearance of the outer surface of the instrument body.
さらに、器具本体の外面を木質系材料と光透過性材料とし前記外面の全面に開口部を設けない事例の場合は、光源の発熱の対策として、凹部の内部に形成された空間の空気にアルミの放熱部から放熱させるとの記載があるが、空気の熱伝熱率は0.0257W/mKと極めて低いのでアルミの放熱部が高熱になり光源の耐熱温度を超えるのでLED素子の寿命を短縮させるという問題があった。 Furthermore, in the case where the outer surface of the instrument body is made of wood-based material and light-transmitting material and no opening is provided on the entire outer surface, as a measure against heat generation of the light source, aluminum is added to the air in the space formed inside the recess. There is a description that heat is dissipated from the heat dissipation part of the light source, but since the heat transfer rate of air is extremely low at 0.0257 W / mK, the heat dissipation part of aluminum becomes high heat and exceeds the heat resistant temperature of the light source, so the life of the LED element is shortened. There was a problem of letting it.
特許文献2の発明は、上下配光型の照明器具であるが、1本の直管型光源でその直管型光源の上下方向を開口部にして上下配光させており、上方向の照度と下方向の照度を異なることにすることができないので、和室やリビングの天井側の明るさと床面側の明るさを異ならせた部屋の雰囲気を醸し出すことができないという問題があった。
The invention of
また、前記開口部から直管型光源が直接的に見えるので、和室やリビングの雰囲気を照明器具の外観によって損ねるという問題があった。 Further, since the straight tube type light source can be seen directly from the opening, there is a problem that the atmosphere of the Japanese-style room or the living room is impaired by the appearance of the lighting equipment.
本発明はこうした問題に鑑み創案されたもので、上方向と下方向との配光の明るさ、あるいは右方向と左方向との配光の明るさを異なる明るさ又は同一の明るさにでき、器具本体の外観からは内部のLED光源が見えずかつ木質系材料と光透過性カバーしか見えない構造でありながら、効果的な放熱ができる照明器具を提供することを課題とする。 The present invention was devised in view of these problems, and the brightness of the light distribution in the upward direction and the downward direction, or the brightness of the light distribution in the right direction and the left direction can be set to different brightness or the same brightness. An object of the present invention is to provide a lighting fixture capable of effectively dissipating heat while having a structure in which the internal LED light source cannot be seen from the appearance of the fixture body and only the wood-based material and the light transmissive cover can be seen.
本発明において、第一の方向と第二の方向とは互いに反対の方向を意味し、例えば第一の方向が上方向のときは第二の方向が下方向を意味し、又は、第一の方向が右方向の時は第二の方向が左方向を意味する。 In the present invention, the first direction and the second direction mean opposite directions, for example, when the first direction is upward, the second direction means downward, or the first direction. When the direction is to the right, the second direction means to the left.
請求項1に記載の照明器具は、略柱状の木質部と光透過性カバーで外面の全面を形成した器具本体の前記外面の全面に開口部を露出しない照明器具であって、前記器具本体は、第一の方向に開口部を形成した長尺状の第一凹部と、第二の方向に開口部を形成した長尺状の第二凹部とを形成した木質部と、前記第一凹部の開口部を覆う第一光透過性カバーと、前記第二凹部の開口部を覆う第二光透過性カバーとを有し、前記第一凹部の深部に配設した、第一の方向のみに配光する複数のLED光源を所定間隔で配置した第一基板と、前記第二凹部の深部に配設した、第二の方向のみに配光する複数のLED光源を所定間隔で配置した第二基板と、を備え、前記第一基板と木質部とに挟着状態で前記木質部の前記第一凹部の深部面に固定される第一放熱部材と、前記第二基板と木質部とに挟着状態で前記木質部の前記第二凹部の深部面に固定される第二放熱部材と、前記第一凹部の前記深部面と前記第二凹部の前記深部面とを連通させる細幅の貫通溝に挿入状態で配設した、前記第一放熱部材及び前記第二放熱部材に接続する連結用放熱部材とを有する金属からなる放熱部を設けたことを特徴とする。
The luminaire according to
請求項2に記載の照明器具は、請求項1において、前記放熱部の形態が、前記木質部の短手方向断面で、略ロ字状の形態又は略H字状を横にした形態であることを特徴とする。
The luminaire according to
請求項3に記載の照明器具は、請求項1又は2において、前記連結用放熱部材の厚みと前記細幅の貫通溝の短手方向幅とが略同じ長さであることを特徴とする。
The luminaire according to
請求項4に記載の照明器具は、請求項1〜3のいずれかにおいて、前記木質部が無垢長尺材であることを特徴とする。
The lighting fixture according to
請求項1に記載の照明器具は、第一光透過性カバー及び第二光透過性カバーの他の側面はすべて木材であるので、例えば樹木の横断面に見られる年輪の模様を外面に表すことができることから、外面のデザインの魅力を醸し出すことができることと、外面に開口部や放熱部が露出していないにもかかわらず、LED光源の発熱を耐熱温度未満に実現できるのでLED素子の寿命を短縮させないという効果を奏する。
In the luminaire according to
請求項2に記載の照明器具は、外面に開口部や放熱部が露出していないにもかかわらず、LED光源の発熱を放熱させるという効果を奏する。
The lighting fixture according to
請求項3に記載の照明器具は、金属製の前記連結用放熱部材から木質部である木材への伝熱効果を高めるという効果を奏する。
The lighting fixture according to
請求項4に記載の照明器具は、前記木質部が無垢長尺材であるので木材の継ぎ目がなく年輪や色の統一感があるので美観性が高まるという効果を奏する。
The lighting fixture according to
本発明の照明器具1は、図1に示すように和室やリビングの天井等から吊り下げ、図22(a)に示すように壁に掛けた壁掛けタイプで使用したり、又は、図22(b)に示すように床面に立設させたスタンドタイプで使用したりする。そして、上方向及び下方向に配光する上下配光型で、あるいは右方向及び左方向に配光する左右配光型で、かつ第一の方向の配光の照度と第二の方向の配光の照度を異なる照度にすることができる、木質材を筐体すなわち器具本体2とする照明器具1である。そして、図2に示すように、LED光源7、第一基板8又は第二基板9の発熱を放熱させる放熱部10を露出させず、かつ内部の熱せられた空気を外部の常温の空気と対流をさせる開口部を露出させない形態を有し、外観からは木質部3と光透過性カバー4しか見えないようにして外観のデザイン性を高めることができる照明器具である。
The
図1〜図19、図22(a)については第一の方向が上方向で第二の方向が下方向の形態を示し、図22(b)のみ第一の方向と第二の方向が左右方向の形態を示している。 1 to 19 and 22 (a) show a form in which the first direction is upward and the second direction is downward, and only in FIG. 22 (b), the first direction and the second direction are left and right. It shows the morphology of the direction.
LED光源7、第一基板8又は第二基板9の発熱により、第一基板8又は第二基板9などの温度がLED光源7などの耐熱温度を超えるとLED光源7の寿命が短縮されるという問題がある。そこで、外面に放熱部10を露出させず、かつ外部との空気の対流を可能にする開口部を露出させない構造で、木質部3と光透過性カバー4とのわずかな隙間はあるがいわば密閉状態に近い構造を要件として、発明者はいかにすればLED光源、第一基板8又は第二基板9の温度をLED光源7の耐熱温度未満で維持させることができるかの技術開発を行い、その解決できる技術を想到した。
It is said that the life of the LED
前記照明器具1は、略柱状の木質部3と光透過性カバー4a、4bで外面の全面を形成した器具本体2の前記外面の全面に開口部を露出しない照明器具1であって、前記器具本体2は、第一の方向に開口部を形成した長尺状の第一凹部5と、第二の方向に開口部を形成した長尺状の第二凹部6とを形成した木質部3と、前記第一凹部5の開口部を覆う第一光透過性カバー4aと、前記第二凹部6の開口部を覆う第二光透過性カバー4bとを有し、前記第一凹部5の深部に配設した、第一の方向のみに配光する複数のLED光源7を所定間隔で配置した第一基板8と、前記第二凹部6の深部に配設した、第二の方向のみに配光する複数のLED光源7を所定間隔で配置した第二基板9と、を備え、前記第一基板8と木質部3とに挟着状態で前記木質部3の前記第一凹部5の深部面に固定される第一放熱部材11と、前記第二基板9と木質部3とに挟着状態で前記木質部3の前記第二凹部6の深部面に固定される第二放熱部材12と、前記第一凹部5の前記深部面と前記第二凹部6の前記深部面とを連通させる細幅の貫通溝20に挿入状態で配設した、前記第一放熱部材11及び前記第二放熱部材12に接続する連結用放熱部材13とを有する金属からなる放熱部10を設けている。
The
前記照明器具1は、図1又は図2に示すように、例えば長さ1616mm、幅28mm、高さ100mmの長尺状である。そして、器具本体2は前記木質部3と前記光透過性カバー4a、4bとで構成され、前記器具本体2の外面の全面を形成した器具本体2の前記外面の全面に放熱部10の金属や通気などに使用する孔や開口部を露出しない照明器具1である。そのため、照明器具1として外観を、木目を活かしたデザインにすることができる。
As shown in FIG. 1 or 2, the
前記木質部3は、材料としては木質の直方体の柱状体であればよく、木材を人工的に再構成した材料又は無垢材がある。なお、無垢材の方が見栄えがよい。そして例えば無垢材に、前記無垢材の第一の方向に開口部を形成した長尺状の第一凹部5と、第二の方向に開口部を形成した長尺状の第二凹部6とを形成する。前記第一凹部5又は前記第二凹部6の横方向の幅は12〜20mmのいずれかに設定する。
The
そして、第一の方向が上方向で第二の方向が下方向の形態を示した図4(a)に示すように、前記木質部3の前記第一凹部5の深部面である底面と前記第二凹部6の深部面である天面との間に上下方向の細幅の貫通溝20を設けており、図3、図4(a)、(b)に示すように第一の方向の前記開口部5の周縁部には前記第一光透過性カバー4aの載置を可能にするための段22を形成し、第二の方向の前記開口部の内周壁には前記第二光透過性カバー4bの短手方向の両端を嵌挿可能にするための水平方向の溝23を短手方向の対向面に設けている。前記段22の深さは前記第一光透過カバー4aの厚みと略同一が好ましく、前記溝23の上下方向の高さは前記第二光透過カバー4bの厚みと略同一が好ましい。なお、左右配光型の照明器具1の場合は、前記段22は溝23になる形態となる。
Then, as shown in FIG. 4A showing a form in which the first direction is upward and the second direction is downward, the bottom surface, which is the deep surface of the
前記木質部3の大きさは、例えば長さは1m〜1.8m、幅は25〜50mm、高さは80〜120mmの大きさを対象とするが、略柱状で短手方向断面が四角形状であれば大きさは任意に設定すればよい。また、木質部3の第一凹部5又は第二凹部6の周壁部の厚みや貫通孔20の外側の壁面の厚みについては、衝撃があったときに変形が生じない厚みにすればいずれの厚みでもよく、例えば6mm以上とする。
The size of the
次に、前記第一光透過性カバー4a又は前記第二光透過カバー4bは、光を透過させる薄板状体であればよく、例えばアクリル樹脂等の合成樹脂でできたガラス様の透明板の有機ガラスがある。板厚は例えば2〜5mmであるが光を透過可能な厚みであればいずれでもよい。 Next, the first light transmitting cover 4a or the second light transmitting cover 4b may be a thin plate-like body that transmits light, and is an organic glass-like transparent plate made of a synthetic resin such as an acrylic resin. There is glass. The plate thickness is, for example, 2 to 5 mm, but any thickness may be used as long as it can transmit light.
前記第一光透過性カバー4aは、図6に示すように前記木質部3の前記段22の上に載置されて長尺状の上側の第一凹部5の開口部を覆い、前記第二光透過カバー4bは前記溝23に嵌挿されて長尺状の下側の第二凹部6の開口部を覆う。前記第二光透過カバー4bを前記溝23に嵌挿させるときは前記第二光透過カバー4bを下側の第二凹部6の開口部から挿入して前記開口部の中で向きを変えれば、前記木質部3の側面に前記溝部23が露出していない状態で前記第二光透過カバー4bを前記溝23に嵌挿させることができる。
As shown in FIG. 6, the first light transmissive cover 4a is placed on the
前記第一基板8、第二基板9については、図7に示すように、上側の前記第一基板8は第一凹部5の深部面である底面に固定され、又は下側の前記第二基板9は第二凹部6の深部面である天面に固定されており、いずれも長尺状で薄板状をしており、図5に示すように、いずれもLED光源7が一列に所定の間隔で複数配設されている。そして、前記第一基板8、第二基板9には電源(図示なし)と各LED光源間をつなぐ配線(図示なし)が設けられている。
Regarding the
前記LED光源7は、上側の第一凹部5の深部面である底面に固定したLED光源7は第一の方向である上方向のみに配光し、下側の第二凹部6の深部面である天面に固定したLED光源7は第二の方向である下方向のみに配光する。これにより、第一の方向である上方への配光の明るさと第二の方向である下方への配光の明るさを異なる明るさ又は同一の明るさにすることができ、和室やリビングの一方の方向の下方のみしか配光しないペンダント照明機器に比較して空間の雰囲気を変えることができる。第一凹部5に固定したLED光源7群の明るさを例えば20W相当にして、第二凹部6に固定したLED光源7群の明るさを例えば第一凹部5に固定したLED光源7の明るさより明るくなるように32W相当にすることができる。
The LED
光として放出されない電気エネルギー損失分はすべて熱となるが、LED光源7自体は熱に弱いため高熱になると加速的に劣化を早め明るさが低下し寿命が短縮することが知られている。一般的に放熱手段として使用されているアルミニウムから造られた放熱部を外気に向けて露出される形態、開口部や孔を設けてアルミニウムから造られた放熱部を外気に接触させる形態があるが、本発明はデザイン重視の観点から、放熱部10を外気に向けて露出させる形態、開口部や孔を設けて放熱部10を外気に接触させる形態を採用せずに、LED光源7の温度を許容温度未満に維持させる技術である。
All of the electrical energy loss that is not emitted as light becomes heat, but it is known that since the LED
本発明の放熱手段は、図7に示すように、上側の前記第一基板8の底面と前記木質部3との間に挟着状態で固定される薄板状の第一放熱部材11aと、下側の前記第二基板9の上面と前記木質部3との間に挟着状態で固定される薄板状の第二放熱部材12aと、図4に示すように前記第一放熱部材11aと前記第二放熱部材12aと接続させる、前記木質部3の前記第一凹部5の深部面である底部と前記第二凹部6の深部面である天面とを連通させる上下方向の細幅の貫通溝20に、挿入状態で配設した連結用放熱部材13aとを有する金属からなる放熱部10である。
As shown in FIG. 7, the heat radiating means of the present invention includes a thin plate-shaped first
そして、前記放熱部10は、前記木質部3の短手方向断面で、図7に示すように略ロ字状の形態又は略H字状を横にした形態(図示なし)であり、その材質は熱伝導率が高いアルミニウムである。アルミニウムの熱伝導率は合金によって異なるが約200W/mKなので伝熱性は高い。
The
そして、照明器具1は、前記連結用放熱部材13の厚みと前記細幅の貫通溝20の短手方向幅とが略同じ長さとし、アルミニウムから造られた放熱部10と木質部3の木材とを接触させる。これにより、LED光源7、第一基板8及び第二基板9の熱がアルミニウムから造られた放熱部10に蓄熱されながら木質部3に伝熱される。木質部3の熱伝導率は、檜や杉やエゾ松で0.12W/mK、ラワン材で0.15W/mKであるので、アルミニウムから造られた放熱部10を直接に空気に露出させるより放熱が進む。そして、木質部3の蓄熱を外部の空気に伝熱させる。前記木質部3は蓄熱、伝熱及びデザイン性を両立させる。
Then, in the
これにより、デザイン重視の観点から、外観からは放熱部10を外気に向けて露出させる形態、開口部や孔を設けて放熱部10を外気に接触させる形態を採用せずに、デザイン的に見栄えがよい無垢材を使用しながらLED光源7、第一基板8又は第二基板9の温度をLED光源7の許容される上限温度、例えば70℃未満に維持させることができる。
As a result, from the viewpoint of emphasizing the design, the appearance of the
実施例1は第一の方向が上方向で第二の方向が下方向の形態の場合である。図3に示すような木質部3、図5、図6に示すようなLED光源7、第一基板8又は第二基板9の配設、図7に示すような放熱部10の配設で構成された、外形寸法が長手方向長さ1616mm、短手方向幅28mm、高さ100mmの照明器具を使って、室温25℃、第一の方向である上方に配光するLED光源の発熱量を0.1W/個を144個配置して合計発熱量14.4W、第二の方向である下方に配光するLED光源の発熱量を0.155W/個を144個配置して合計発熱量22.32Wで温度測定を行った。温度測定センサーは、上側のLED光源7を配設した第一基板8の略中央部と、下側のLED光源7を配設した第二基板9の略中央部にそれぞれ設置した。
The first embodiment is a case where the first direction is upward and the second direction is downward. It is composed of a
結果は、第一の方向である上方に配光する上側のLED7の温度が53.53℃、第二の方向である下側のLED7の温度が58.3℃となり、LED光源7の上限温度70℃を大きく下回らせることができた。なお、照明器具1の内部は閉塞空間なので内部の気流の流速は0.001m/sであった。
As a result, the temperature of the
比較例として、木質部3の形態を4つの形態、アルミニウムの放熱部10の形態を4つの形態、ブロアファン30の配置形態を4つの形態、光透過性カバー4の有無で3つの形態を設定し、組み合わせを変えて温度測定を実施した。共通させた点は、実施例1と同じように、外形寸法が長手方向長さ1616mm、短手方向幅28mm、高さ100mmの照明器具を使って、室温25℃、上方に配光するLED光源の発熱量を0.1W/個を144個配置して合計発熱量14.4W、下方に配光するLED光源の発熱量を0.155W/個を144個配置して合計発熱量22.32Wとした。また、比較例もいずれも実施例1と同じ形態である、第一の方向が上方向で第二の方向が下方向の形態の場合である。
As a comparative example, four forms of the
木質部3の形態として、図12、図13に示すようにLED光源7が配置された第一基板8、第二基板9の長手方向の両端部と木質部3の端部の間で上側の第一凹部5の深部面である底部と下側の第二凹部6の深部面である天面間に設けた上下方向の貫通孔21(長手方向15mm×短手方向12mm)を有する形態イ、図3、図4に示すようにLED光源7の第一基板8、第二基板9の両側に長手方向の長さが第一基板8、第二基板9と略同じ長さと短手方向の幅が3mmの上下方向の貫通溝20を設けた形態ロ、図16に示すように形態イの木質部にLED光源7を配置した第一基板8、第二基板9の長手方向の中央域にLED光源7の第一基板8、第二基板9の両側に長手方向長さ80mm、短手方向幅2mmの上下方向の貫通溝20bを設けた形態ハ、図8に示すように上側の放熱部材40と下側の放熱部材41と接続させる連結用放熱部材13を無くし、上側と下側とにそれぞれ上側放熱部40と下側放熱部41と分離させて配設した形態ニを使用した。
As a form of the
アルミニウム製の放熱部10の形態として、図20(a)に示すように例えば厚さ1mm、幅8mm(基板の幅と同一)の薄平板の形態を形態A、図20(b)に示すように組み合わされば略ロ字状に形成可能な薄厚の金属部材、例えば厚さ1mm、短手方向幅8mm、上下方向の長さ44mmの側面視でL字型でこれを2つ組み合わせたロ字状の形態B、図20(c)に示すように組み合わされば略ロ字状に形成可能な厚みのある金属部材、例えば例えば厚さ3mm、短手方向幅8mm、上下方向の幅44mmの側面視でL字型ものを2つ組み合わせてロ字状にした形態C、図20(d)に示すように角柱型、例えば短手方向幅12mm、長手方向の長さは基板8,9の長手方向の長さと同じとし、上下方向の長さは形態Cの放熱部10の体積と同じになるように設定した14mmの断面四角形状の柱状体の形態Dを使用した。また、図示をしていないが、連結用放熱部材を1つにしたH字状を横にした形態(上下配光型の場合)又はH字型(左右配光型の場合)でもよい。
As the form of the
ブロアファン30は、図20(e)に示すように、ブロアファンで型式F16FB−05LLC/E Copal Electronics Inc.)、サイズは16mm×16mm×4.5mm、電圧DC5V、流量0.012m3/min、静圧5.5Pa、回転数6000rpmを使用した。前記ブロアファン30の配置の形態として、図6に示すようにブロアファン30を無設置の形態a、図15に示すように長手方向の中央域の上部にブロアファン30を2台配設した形態b、図16に示すように長手方向の両端部の上下方向の貫通孔21近傍の下部にブロアファン30を2台配設した形態c、図18に示すように長手方向の中央域の上部にブロアファン30を2台及び長手方向の両端部の上下方向の貫通孔21近傍の下部にブロアファン30を2台配設した形態dを使用した。
As shown in FIG. 20 (e), the
光透過性カバー4については、光透過性カバー4を第一の方向の上側及び第二の方向の下側とも配設した形態Y、光透過性カバー4を第一の方向の上側及び第二の方向の下側とも無設置した形態X、光透過性カバー4を第一の方向の上側は無設置で第二の方向の下側は配設した形態Zを使用した。
Regarding the
温度測定センサーは、実施例1と同じ位置に設置し、第一の方向側である上側のLED7を配設した第一基板8の略中央部と、第二の方向側である下側のLED7を配設した第二基板9の略中央部にそれぞれ設置した。
The temperature measurement sensor is installed at the same position as in the first embodiment, and the substantially central portion of the
比較例1の照明器具1は、図12に示すように、木質部3を形態イ、アルミニウムの放熱部10を形態A、ブロアファン30を形態a、光透過性カバー4を形態Yの照明器具1で温度測定すると、結果は、器具本体2内の空気の流速は0.007m/sで、上側のLED光源7の最大温度が66.01℃、下側のLED光源7の最大温度が80.59℃であった。これではLED光源7の許容上限温度70℃を超過した結果となった。
As shown in FIG. 12, the
比較例2の照明器具1は、図11に示すように、木質部3を形態ロ、アルミニウムの放熱部10を形態B、ブロアファン30を形態a、光透過性カバー4を形態Yの照明器具1で温度測定すると、結果は、器具本体2内の空気の流速は0.007m/sで、上側のLED光源7の最大温度が64.17℃、下側のLED光源7の最大温度が68.78℃であった。これではLED光源7の許容上限温度70℃以下であるがギリギリという結果となった。
As shown in FIG. 11, the
比較例3の照明器具1は、図14に示すように、木質部3を形態ロ、アルミニウムの放熱部10を形態B、ブロアファン30を形態a、光透過性カバー4を形態Xの照明器具1で温度測定すると、結果は、器具本体2内の空気の流速は0.018m/sで、上側のLED光源7の最大温度が63.24℃、下側のLED光源7の最大温度が68.18℃であった。比較例2とは透過性カバー4有無が異なる形態であったが空気の流速は速くなったが最大温度はあまり変わらなかった。これではLED光源7の許容上限温度70℃以下であるがギリギリという結果となった。
As shown in FIG. 14, the
比較例4の照明器具1は、下部中央付近の空気の流速を増加させるために、ブロアファン30を上部2つ取付け、図15に示すように、ブロアファン30の吸気により下部の空気を上部に引っ張り、ブロアファン30の排気により熱せられた空気を両端部に送ることで器具本体2内の温度の均一化を図る狙いで実施した。木質部3を形態ロ、アルミニウムの放熱部10を形態B、ブロアファン30を形態b、光透過性カバー4を形態Yの照明器具1で温度測定すると、結果は、器具本体2内の空気の流速は0.008m/sで、上側のLED光源7の最大温度が66.72℃、下側のLED光源7の最大温度が72.09℃であった。これではLED光源7の許容上限温度70℃を超過したという結果となった。
In the
比較例4では、空気の流速はブロアファン30未設置の比較例1又は比較例2とほぼ同じ結果であり、空気が長手方向の中央から100mm付近までの中央域のみの範囲で対流しており長手方向全体にわたっての温度均一化が図れなかった。
In Comparative Example 4, the flow velocity of the air is almost the same as that of Comparative Example 1 or 2 in which the
比較例5の照明器具1では、比較例4でLED光源7を固定した第一基板8、第二基板9の両側すべてに空気の流路があると対流して熱せられて上昇した空気は温度があまり下がることなく再び下側に下降するので温度上昇を抑制できなかったので、図16に示すように、LED光源7を設置した第一基板8、第二基板9の長手方向の両端部と木質部3の端部の間で上側の第一凹部5の深部面である底面と下側の第二凹部6の深部面である天面とを連通させる上下方向の貫通孔21、第一基板8又は第二基板9の長手方向の中央域にLED光源7の第一基板8及び第二基板9の両側に長手方向長さ80mm、短手方向幅2mmの上下方向の貫通溝20bを設けた。ブロアファン30を前記貫通孔21の下部に設けた。
In the
比較例5の照明器具1は、木質部3を形態ハ、アルミニウムの放熱部10を形態A、ブロアファン30を形態c、光透過性カバー4を形態Zの照明器具1で温度測定すると、結果は、貫通溝20bの空気の流速は0.048m/sで、上側のLED光源7の最大温度が66.46℃、下側のLED光源7の最大温度が82.11℃であった。これではLED光源7の許容上限温度70℃を大きく超過したという結果となった。
In the
比較例6の照明器具1は、図18に示すように、比較例5の構成のうちブロアファン30を下部に変更し光透過性カバー4を上側及び下側とも配設した形態である。比較例6は、木質部3を形態ハ、アルミニウムの放熱部10を形態A、ブロアファン30を形態b、光透過性カバー4を形態Yの照明器具1で温度測定すると、結果は、貫通溝20bの空気の流速は0.009m/sで、上側のLED光源7の最大温度が66.91℃、下側のLED光源7の最大温度が83.67℃であった。これではLED光源7の許容上限温度70℃を大きく超過したという結果となった。
As shown in FIG. 18, the
比較例7の照明器具1は、図19に示すように、木質部3を形態ハ、アルミニウムの放熱部10を形態A、ブロアファン30を形態d、光透過性カバー4を形態Yの照明器具1で温度測定すると、結果は、貫通溝20bの空気の流速は0.013m/sで、上側のLED光源7の最大温度が66.4℃、下側のLED光源7の最大温度が81.68℃であった。これではLED光源7の許容上限温度70℃を大きく超過したという結果となった。
As shown in FIG. 19, the
比較例8の照明器具1は、実施例1のアルミニウム厚み3mmと比較例2のアルミニウム厚み1mmとの比較で厚みが厚い方が放熱効果が高かったので、実施例1のアルミニウムの体積と同じ体積ならば放熱部10の形態が異なっても同じ効果が得られるかを試験した。比較例8は、木質部3を形態ニ、アルミニウムの放熱部10を形態D、ブロアファン30を形態d、光透過性カバー4を形態Yの照明器具1で温度測定すると、結果は、器具本体2内の空気の流速は0.013m/sで、上側のLED光源7の最大温度が60.8℃、下側のLED光源7の最大温度が63.1℃であった。これはLED光源7の許容上限温度70℃を下回るという結果となった。
The
また、実施例1と比較例8との温度の蓄熱、伝熱、放熱状況を比較した。実施例1の場合の温度分布を図9に示し、実施例1と同じ体積の比較例8の場合の温度分布を図10に示した。図9又は図10で濃さが同一の範囲は同一温度分布であることを示している。 In addition, the temperature storage, heat transfer, and heat dissipation conditions of Example 1 and Comparative Example 8 were compared. The temperature distribution in the case of Example 1 is shown in FIG. 9, and the temperature distribution in the case of Comparative Example 8 having the same volume as that of Example 1 is shown in FIG. In FIG. 9 or FIG. 10, it is shown that the range having the same density has the same temperature distribution.
結果は、実施例1の温度分布は上側の第一基板8近傍と下側の第二基板9近傍とが同じ温度域に属しており、下側の温度が上側に伝熱されて全体としての温度も温度上昇が抑制されたことが示された。一方、比較例8の温度分布は上側の第一基板8近傍と下側の第二基板9近傍とは異なる温度域となり下側の第二基板9近傍の方が上側の第一基板8近傍より高い温度域となったことが示され、発熱量が大きい下側のLED光源7の放熱ができていないという結果が得られた。よって、同じ体積のアルミニウム製の放熱部10でも、発熱量が小さい上側のLED光源7と発熱量が大きい下側のLED光源7の熱源を接続した方が、より均一化ができることが明示された。
As a result, in the temperature distribution of Example 1, the vicinity of the upper
以上の結果のまとめとして、実施例1、比較例1〜8の木質部3の形態、アルミニウム製の放熱部10の形態、ブロアファン30の形態、光透過性カバー4の形態と、それぞれの場合の空気の流速、上側のLED7及び下側のLED7の最大温度を表1に示す。
As a summary of the above results, the morphology of the
表1から、器具本体2内の空気の流速が上昇してもLED光源7の温度上昇効果は期待できなかったことや、アルミニウム放熱部10を上側の第一基板8と下側の第二基板9とに接続させて木質部3の短手方向でアルミニウム放熱部10の形態を略ロ字状にした形態が最も放熱の効果があったことや、アルミニウム製の放熱部10の体積が増した方がLED光源7の発熱の熱拡散が大きいことが明らかになった。そして、本発明のアルミニウム製の放熱部10の厚みを増して、該放熱部10と木質部3との接触面積を増加させた実施例1が下側のLED光源7及び上側のLED光源7の温度を最も抑制できたという顕著な効果が得られた。
From Table 1, the effect of increasing the temperature of the LED
次に、従来の形態である比較例1の構成と本発明の実施例1の構成との筐体の温度比較を、実験機を試作して行った。実験方法は,比較例1と実施例1の実験機を恒温槽内に設置し,発熱用の上下のLED光源を点灯させ,上下のLED光源付近と実験機の周囲温度の経時変化を,熱電対を用いてプロットし比較を行った。その結果を図21(a)に比較例1の場合を示し、図21(b)に実施例1の場合を示す。そして、その時に実施した上側のLED光源と下側のLED光源の電圧、電流、電力と、測定部位ごとの測定温度を表2に示す。また実験機は取り回しの都合上,解析で使用している実製品モデルよりも長さのみ短くしている。そのため,実験機の長さに合わせてLEDの投入電力を実製品モデルと同等の発熱量となるように調整を行っている。なお、図21に示す測定は、第一の方向が上方向で第二の方向が下方向の形態の照明器具1で測定した。
Next, an experimental aircraft was prototyped to compare the temperature of the housing between the configuration of Comparative Example 1 which is a conventional embodiment and the configuration of Example 1 of the present invention. In the experimental method, the experimental machines of Comparative Example 1 and Example 1 were installed in a constant temperature bath, the upper and lower LED light sources for heat generation were turned on, and the changes over time in the vicinity of the upper and lower LED light sources and the ambient temperature of the experimental machine were thermocoupled. Pairs were used for plotting and comparison. The results are shown in FIG. 21 (a) for the case of Comparative Example 1 and in FIG. 21 (b) for the case of Example 1. Table 2 shows the voltages, currents, and electric powers of the upper LED light source and the lower LED light source, and the measured temperatures for each measurement site, which were carried out at that time. Also, due to the convenience of handling, the experimental aircraft is shorter than the actual product model used in the analysis. Therefore, the input power of the LED is adjusted to the same calorific value as the actual product model according to the length of the experimental aircraft. The measurement shown in FIG. 21 was performed with the
図21(a)又は(b)における測定温度ハ又はトは筐体である器具本体2の近傍外気温の変化を示し、測定温度イ又はニは筐体底面の横方向端部の温度の変化を示し、測定温度ロ又はヘは筐体上面の横方向中央部の温度の変化を示し、測定温度ホは筐体底面の横方向中央部の温度の変化を示している。表2において「−」は測定しなかったことを意味する。
The measured temperature C or G in FIGS. 21A or 21B indicates the change in the outside air temperature in the vicinity of the
図21(a)、(b)及び表2から、従来構造の比較例1は測定温度が最大値で112.1℃まで上昇したのに対して、本発明の実施例1は測定温度の最大値が62.95℃とLED光源の許容上限温度70℃を下回った。また、筐体周囲の外気温は比較例1では21.1℃であるのに対して実施例1では27.6℃であり、このことから実施例1の構成の場合は、アルミニウム製の放熱部10にLED光源7の発熱が伝熱し、該アルミニウム製の放熱部10の熱が木質部3に伝熱し、該木質部3の熱が外気の空気に伝熱したことがわかる。
From FIGS. 21 (a) and 21 (b) and Table 2, the measurement temperature of Comparative Example 1 of the conventional structure increased to 112.1 ° C. at the maximum value, whereas that of Example 1 of the present invention was the maximum measurement temperature. The value was 62.95 ° C., which was lower than the allowable upper limit temperature of 70 ° C. for the LED light source. Further, the outside air temperature around the housing is 21.1 ° C. in Comparative Example 1 and 27.6 ° C. in Example 1. Therefore, in the case of the configuration of Example 1, heat dissipation made of aluminum is used. It can be seen that the heat generated by the LED
次に、本発明の実施例1のアルミニウム製の放熱部10の前記形態Cを備えた構成と、比較例8のアルミニウム製の放熱部10の前記形態Dを備えた構成において、上部LED光源7と下部LED光源7との出力比率を変えて温度測定した。その結果を表3に示す。
Next, in the configuration of the aluminum heat-dissipating
実施例1及び比較例1〜8を実施したときの出力比は、上方に配光する上側の上部LED光源の発熱量を0.1W/個を144個配置して合計発熱量14.4W、下方に配光する下側の下部LED光源の発熱量を0.155W/個を144個配置して合計発熱量22.32Wで温度測定を行ったので、「上部LED出力:下部LED出力=1:1.55」が実施例1及び比較例1〜8を実施したときの出力比を示している。 The output ratio when Example 1 and Comparative Examples 1 to 8 were as follows: Since the calorific value of the lower lower LED light source that distributes light downward was 0.155 W / piece and 144 pieces were arranged and the temperature was measured with the total calorific value of 22.32 W, "upper LED output: lower LED output = 1". : 1.55 ”indicates the output ratio when Example 1 and Comparative Examples 1 to 8 are carried out.
上部LED出力と下部LED出力との出力比を変化させたときの効果を確認した。ケースとして、「上部LED出力:下部LED出力=1:9、1:4、1:1.55、1:1、1.55:1」と上部LED出力と下部LED出力との出力比を変えて、さらに「非点灯:点灯」で温度測定を行った。このときの外気温は25℃であった。表3においてLED上部の欄の「−」は上側LEDを点灯させなかったことを意味し、出力比の欄の「−」は上側LEDを点灯させなかったので比率が出せないことを意味し、測定温度のLED上部の「−」は上側LEDを点灯させなかったので測定しなかったことを意味する。 The effect of changing the output ratio between the upper LED output and the lower LED output was confirmed. As a case, change the output ratio between the upper LED output and the lower LED output as "upper LED output: lower LED output = 1: 9, 1: 4, 1: 1.55, 1: 1, 1.55: 1". Then, the temperature was measured with "non-lighting: lighting". The outside air temperature at this time was 25 ° C. In Table 3, "-" in the column above the LED means that the upper LED was not turned on, and "-" in the output ratio column means that the upper LED was not turned on, so the ratio could not be obtained. The "-" above the LED of the measurement temperature means that the upper LED was not turned on and therefore the measurement was not performed.
表3から、上部LED出力と下部LED出力との出力比を大きく変化させても、本発明の実施例1の構成の方が、比較例8の構成より、温度分布に差がほとんどなく上下で連結させたアルミニウム製の放熱部10の温度は上下の温度差が小さくなることが示されている。一方、角棒型である比較例8の構成の場合は上下で分離されたアルミニウム製の放熱部の温度差が大きいことが示されている。
From Table 3, even if the output ratio between the upper LED output and the lower LED output is greatly changed, the configuration of Example 1 of the present invention has almost no difference in temperature distribution from the configuration of Comparative Example 8 and is above and below. It has been shown that the temperature difference between the upper and lower
よって、本発明の照明器具1は、上下LED光源7による発熱による温度上昇が、前記木質部3(器具本体2)の短手方向の断面視で略ロ字状のアルミニウム製の放熱部10により平均化され、温度の上昇量を抑制させていることが示され、温度上昇が上下の放熱部10に拡散され該放熱部10で温度が平均化されているため、木枠である木質部3への熱影響も小さくなることが示された。
Therefore, in the
1 照明器具
2 器具本体
3 木質部
4a 第一光透過性カバー
4b 第二光透過性カバー
5 第一凹部
6 第二凹部
7 LED光源
8 第一基板
9 第二基板
10 放熱部
11 第一放熱部材
12 第二放熱部材
13 連結用放熱部材
20 貫通溝
21 貫通孔
22 段
23 溝
24 深部面
25 深部面
30 ブロアファン
31 吸気
32 排気
40 第一放熱部
41 第二放熱部
K 空気
1
Claims (4)
前記器具本体は、第一の方向に開口部を形成した長尺状の第一凹部と、第二の方向に開口部を形成した長尺状の第二凹部とを形成した木質部と、前記第一凹部の開口部を覆う第一光透過性カバーと、前記第二凹部の開口部を覆う第二光透過性カバーとを有し、
前記第一凹部の深部に配設した、第一の方向のみに配光する複数のLED光源を所定間隔で配置した第一基板と、
前記第二凹部の深部に配設した、第二の方向のみに配光する複数のLED光源を所定間隔で配置した第二基板と、を備え、
前記第一基板と木質部とに挟着状態で前記木質部の前記第一凹部の深部面に固定される第一放熱部材と、前記第二基板と木質部とに挟着状態で前記木質部の前記第二凹部の深部面に固定される第二放熱部材と、前記第一凹部の前記深部面と前記第二凹部の前記深部面とを連通させる細幅の貫通溝に挿入状態で配設した、前記第一放熱部材及び前記第二放熱部材に接続する連結用放熱部材とを有する金属からなる放熱部を設けたことを特徴とする照明器具。 A lighting fixture in which an opening is not exposed on the entire outer surface of the fixture body in which the entire outer surface is formed of a substantially columnar wood part and a light-transmitting cover.
The instrument body includes a wooden portion having a long first recess having an opening formed in the first direction, a long second recess having an opening formed in the second direction, and the first recess. It has a first light transmissive cover that covers the opening of one recess and a second light transmissive cover that covers the opening of the second recess.
A first substrate in which a plurality of LED light sources that distribute light only in the first direction are arranged at predetermined intervals, which are arranged in the deep part of the first recess.
A second substrate in which a plurality of LED light sources that distribute light only in the second direction are arranged at predetermined intervals, which is arranged in the deep part of the second recess, is provided.
The first heat radiating member fixed to the deep surface of the first recess of the wood part in a state of being sandwiched between the first substrate and the wood part, and the second of the wood part in a state of being sandwiched between the second substrate and the wood part. The first dissipating member fixed to the deep surface of the recess and inserted into a narrow through groove that communicates the deep surface of the first recess and the deep surface of the second recess. (1) A lighting fixture provided with a heat-dissipating portion made of metal having a heat-dissipating member and a connecting heat-dissipating member connected to the second heat-dissipating member.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020055407A JP2021157903A (en) | 2020-03-26 | 2020-03-26 | Lighting fixture |
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Publications (1)
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Family
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JP2020055407A Pending JP2021157903A (en) | 2020-03-26 | 2020-03-26 | Lighting fixture |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2021157903A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023053683A1 (en) | 2021-09-28 | 2023-04-06 | ナブテスコ株式会社 | Abnormality determining device, electroconductive particle detection device, abnormality determining method, and program |
-
2020
- 2020-03-26 JP JP2020055407A patent/JP2021157903A/en active Pending
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WO2023053683A1 (en) | 2021-09-28 | 2023-04-06 | ナブテスコ株式会社 | Abnormality determining device, electroconductive particle detection device, abnormality determining method, and program |
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