JP4257365B2 - 回転翼面灯具付シーリングファン - Google Patents

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Description

本発明は回転翼面灯具付シーリングファンに関し、特に回転翼の所定の回転位置で灯具の光源の点滅を行う回転翼面灯具付シーリングファンに関する。
従来から、室内の空気を循環させて快適な空調環境を得る手段として、天井近くに回転する羽根を配置し、羽根の回転による空気の流れによって室内の空気を撹拌するシーリングファン(天井扇)が用いられており、近年は照明用の灯具が一体となった灯具付シーリングファンも用いられるようになってきた。
特許文献1(実用新案登録第3109730)には、モーターから延びる回転軸に、内部に光源を有する回転翼と、光源に電源を供給する回転接触端子とが取り付けられ、回転翼と回転軸とはフランジにより連結された照明装置付天井扇風機が開示されている。
特許文献2(実用新案登録第3110299)には、把持部から突出した駆動モータの回転軸に、羽根を有するファン部を取付け、このファン部に光を外部に向けて点滅状に発光させる発光体を設け、発光体を羽根に配置すると共に、発光体に駆動モータの回転軸を介して電気を供給することにより、羽根の回転に伴って多重円を構成する様々な光のパターンを表示する視覚による刺激が強い小型扇風機が開示されている。
特許文献3(実用新案登録第3111819)、および特許文献4(特開第2003−314487)にも発光部材を羽根または羽根の支持部材に配置し、発光部材の作動状態を通電することにより制御し、羽根の回転によって目の残像効果を利用して発光部材の移動軌跡上に絵柄や画像を表示する携帯用扇風機が開示されている。
実用新案登録第3109730号公報 実用新案登録第3110299号公報 実用新案登録第3111819号公報 特開第2003−314487号公報
特許文献1では、光源として発光ダイオード、蛍光管等、各種の光源を用いることができるとしているが、いずれの場合も光源からは投入された電力に相当する熱量が発生し光源の取り付けられた灯具や回転翼の温度は上昇する。
発光ダイオード(LED)は消費電力が少ない、長寿命、発熱が少ない、省スペース等の特長から照明用への応用も進んでいるが、高出力品の殆どはヒートシンクなどの放熱対策を必要とする。適切な放熱が行われない場合、寿命や性能を著しく損なったり発煙、発火などの事故につながったりする可能性もある。
特許文献1には光源や回転翼の冷却については開示されていない。光源の容量が少ない場合は回転翼面からの放熱で安全範囲内に収めることも可能であるが、光源に相応の照明能力が要求される場合は発熱量が増大し、灯具や回転翼の温度上昇が安全範囲を超えるおそれがある。
その対策としては、光源を灯具に組み込む際、様々な放熱手段を設けることが考えられる。放熱を促進する具体的な手段としては、例えば熱伝導率の大きい金属板を用いたプリント基板上に光源を実装したり、更にヒートシンクを取り付けたりする方法が考えられる。
しかしながら、この様な手段によって放熱を促進する場合、空気への対流や放射効率を上げるためには、放熱部の表面積を大きく取る必要があり、灯具の大型化に繋がるばかりでなく、灯具の大きさや構造に制約がある場合には、放熱とのバランスを取るために、光源への投入電力を絞る必要があり、所望の明るさを得ることができないという問題が発生する。
発光部材を点滅させている事例が特許文献2〜4に記載されているが、これは発光部材の冷却が目的ではなく、視覚に訴える様々な光のパターンを携帯用扇風機に表示させることが目的であり、照明を目的とする翼面灯具付シーリングファンに適用することはできない。
本発明の目的は、光源を所定の間隔で点滅させることにより温度上昇が抑制される、翼面灯具付シーリングファンを提供することにある。
本発明の翼面灯具付シーリングファンは、
複数の回転翼を有するシーリングファンと、複数の回転翼に固定され、その回転翼と中心を同じくする円周上に複数の発光体が連続して配置され、回転翼の回転に応じて回転する環状の灯具と、複数の発光体のそれぞれを、円周上の所定の範囲にあるときのみ点灯させる点灯制御部とを有することを特徴とする。
発光体が発光ダイオードであることが好ましく、灯具は、発光体を内蔵し、透光面とその透光面の反対面に設けられたヒートシンク部と電源接続部とを有するLEDデバイスと、そのLEDデバイスを連接して収納可能で、透光面を有する底面と回転翼への取付け部材とを有する環状のLEDケースと、電源接続部に電源を供給する配電線とを備えてもよい。
点灯制御部は、シーリングファンの回転翼取付けフレームの周縁外面に設けられて電源接続部に電源を供給する配電線の供給側の一端と接続されるプラス側ブラシと、回転翼取付けフレームを取り巻く外側ケースの内面に設けられ、プラス側ブラシと接触する円弧状の複数のプラス側電極と、シーリングファンの回転翼取付けフレームの周縁部のプラス側ブラシと異なる位置に設けられて電源接続部に電源を供給する配電線の供給側の他の一端と接続されるマイナス側ブラシと、回転翼取付けフレームを取り巻く外側ケースの内面に設けられ、マイナス側ブラシと接触する環状のマイナス側電極とから構成され、円弧状のプラス電極は、回転する灯具のLEDデバイスの点灯区間に対応する位置に設けられ、プラス側電極とマイナス側電極にはシーリングファンの電源部から電源が供給されていてもよい。
発光体を点灯させる円周上の所定の範囲が、円周を偶数の範囲に分割したときの一つ置きの範囲であってもよく、発光体を点灯させる円周上の所定の範囲が、円周を偶数の等角度に分割したときの一つ置きの範囲であってもよく、分割数が8であってもよい。
発光体を点灯させる円周上の所定の範囲が、円周を3の整数倍に分割したときの二つ置きの範囲であってもよく、分割数が9であってもよい。
発光体を点灯させる円周上の所定の範囲が1箇所であってもよく、円周上の所定の範囲が1箇所で角度が30度であってもよい。
設置した部屋の空気の流れを制御する機能を持たせた灯具に灯具付シーリングファンがある。これは、天井近くに回転する羽を配置しており、羽の回転による空気の流れによって室内の空気を撹拌しようとするものである。この回転する羽の先端または任意の箇所にLEDを配置することにより、回転時の空気の流れによってLEDの放熱が促進される。さらに、回転するLEDを点滅させることによりLEDの昇温が抑制される。
一方、光源が回転することによって非照射物の影も回転し、違和感を生じてしまうが、回転する光源を回転円周上の所定の範囲において点灯させ、その範囲以外では消灯させることにより、この違和感が解消される。
本発明は、翼面灯具付シーリングファンの回転翼面に灯具が設けられているので、回転翼の回転により接触する空気によって光源の発熱が冷却されるとともに、光源を回転中に定期的に点滅させるので発熱自体が抑制され、光源の発熱が効果的に冷却されるという効果がある。
また、光源を回転翼の所定の回転範囲でのみ点灯させるので、非照射物の影の動きも少なくなり、点滅による違和感が解消されるという効果がある。
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の実施の形態の翼面灯具付シーリングファンの斜視図である。
本発明の実施の形態の翼面灯具付シーリングファン1は、シーリングファン10と、シーリングファン10の回転翼11の先端部近傍の下面に灯具取付け部29で固定された環状の翼面灯具20とから構成される。この場合、回転翼11の先端に近い側に設けた方がLED21の移動速度が速くなり後述の放熱フィン23からの放熱がより効果的に促進される。ここでは光源をLEDとしているがこれに限定されるものではなく翼面灯具に連続して配置できる光源であればよく、例えば小型電球であってもよい。
シーリングファン10はシーリングキャップ12内の不図示の取付け具で天井に固定される。回転翼11はシーリングキャップ12とパイプ13内の軸に係合するモータによって椀状部15とともに回転駆動される。ここでは回転翼11を3枚としているがこれに限定されるものではなく、翼面灯具20を安定して保持できる枚数であればよい。
シーリングファン(天井扇)自体は公知の技術なのでここでの詳細の説明は省略する。本発明の翼面灯具20は、回転翼11に取り付けて連続運転が可能であり、翼面灯具20に電源が供給できればどのようなシーリングファン10でも翼面灯具付シーリングファン1として利用可能であり、従来の灯具一体型のシーリングファンであっても、照明の補強用として本発明の翼面灯具20を取り付けて本発明の翼面灯具付シーリングファンとすることができる。
図2は本発明の実施の形態の翼面灯具のLEDケースとLEDデバイスの模式的部分外面図であり、(a)はLEDケースの部分上面図、(b)はLEDケースにLEDデバイスを取り付けた状態の部分上面図、(c)は(b)のA−A断面図、(d)はLEDケースからLEDデバイスとケースカバーを取り外すときの状態を示す断面図である。
図3は本発明の実施の形態の翼面灯具のLEDデバイスの模式的外面図であり、(a)はLEDデバイスの上面図、(b)はLEDデバイスの長手側面図、(c)はLEDデバイスの下面図、(d)はLEDデバイスの短辺側側面図である。
翼面灯具20は、LED21が実装されたLEDデバイス22と、LEDデバイス22を収納するデバイス収納室26が連続して設けられた環状のLEDケース25とからなり、LEDケース25が灯具取付け部29で回転翼11の所定の円周上に固定される。
LEDデバイス22には発光部が一面に露出したLED21が実装されており、LED21の設けられた面の反対面には、放熱フィン23がLEDケース25の回転方向に平行になるように形成されている。LED21の電源となる給電線24がLEDケース25の内部と灯具取付け部29を経由して回転翼11に引き込まれ、回転翼11を経由して椀状部15内の点灯制御部30の給電ブラシに至り、シーリングファン10側の電源部と接続する電極から給電される。ここではLEDデバイス22に2個のLED21が設けられた例で説明しているが、2個に限定されるものではなく、1個でもあるいは3個以上であってもよく照明設計に対応して決定されればよい。
LEDケース25には連続してデバイス収納室26が設けられており、開口部から挿入されたLEDデバイス22がデバイス取付け部27に固定される。デバイス収納室26のLEDデバイス22の挿入側と反対の面は取外し可能なケースカバー28となっており、ケースカバー28のLED21と対向する面には透光窓が設けられている。
図4は点灯制御部の模式的部分断面図であり、(a)はプラス電極側、(b)はマイナス電極側である。ここでは電源はシーリングファン側で整流され、プラス、マイナスの電流としてLEDデバイス22に給電されることとしているが、交流で給電しLEDデバイス22内で整流してもよい。
回転翼11を取り付けて回転翼11を回転させるための回転ボス31にはプラス側となる一段目給電部38とマイナス側となる二段目給電部39の2段の給電部が設けられている。一段目給電部38には、図4(a)に示すように、回転ボス31にLEDケース25に収納されているそれぞれのLEDデバイス22に対応するプラス側ブラシ33が設けられている。それぞれのプラス側ブラシ33には対応するLEDデバイス22からのプラス側の給電線24が接続されており、回転ボス31に設けられたプラス側ブラシ33は回転翼11の回転に対応して回転する。天井に固定されているモータカバー14の内側に設けられた一段目給電部38には、プラス側ブラシ33と摺動接触するプラス側電極34とプラス側絶縁部35が交互に配置されており、プラス側電極34は不図示の整流装置のプラス側端子と接続されている。
二段目給電部39には、図4(b)に示すように1個のマイナス側ブラシ36が設けられて、マイナス側ブラシ36にはすべてのLEDデバイス22からのマイナス側の給電線24が接続されており、回転翼11の回転に対応して回転する。天井に固定されているモータカバー14の二段目給電部39に対向する位置には、マイナス側ブラシ36と摺動接触するマイナス側電極37が全周に亘って配置されており、マイナス側電極37は不図示の整流装置のマイナス側端子と接続されている。マイナス側ブラシ36は1個に限定されるものではなく、複数設けられていてもよい。
プラス側電極34は回転するLEDデバイス22を連続して点灯させたい範囲に対応して設けられている。この例では30個のLEDデバイス22がLEDケース25に等間隔で収納され、5個のプラス側ブラシ33が同時に接触できるプラス側電極34が、隣接する同じ大きさのプラス側絶縁部35と一対になって3組設けられている。
従ってLEDデバイス22はLEDケース25が1回転する間に等間隔で3度の点滅を行うことになり、累計の点灯時間は消灯時間と同じである。また外部に対する点灯の位置は常に同じであり、点滅による被照射物体の影の揺らぎなどは生ぜず、人間に不快感を与えることもない。
1回転における点灯と消灯の範囲と点滅する位置はこの例に限定されるものではなく、プラス側電極34とプラス側絶縁部35の設計によって自由に設定できるので、予め点滅回数や点灯と消灯の範囲や点滅する位置を想定してプラス側電極34を設計すればよい。
時刻によって照明を明るくしたり暗くしたりしたい場合には、一段目給電部38を明るい側用と暗い側用の二段で設け、切り替えるようにしてもよい。この実施の形態では、LEDデバイス22の連続点灯で障害のおそれのある温度上昇が想定される場合を想定しているが、その不安のない場合は一段目給電部38の明るい側を連続点灯とし、暗い側の一段目給電部38を照明を暗くする目的で使用してもよい。
図示した実施の形態では、1個の光束が100lmのLED21を2個備えたLEDデバイス22を30組LEDケース25に収納することとしているので、全部が点灯されたときの全光束は6000lmとなり、1/2点灯では3000lmとなるので、蛍光灯の40wの管状ランプの光束と略同じとなる。所望の光束量に合わせてLED21の光束と取り付け個数を選定すればよい。
このように本発明の実施の形態では、LEDデバイス22に放熱フィン23を設けて空冷効率を上げると共に、LED21を間歇的に点滅させる構成としたので、LED21の温度上昇の問題点が解決された。しかも、点灯、不点灯の位置を固定させたので照射対象の影の動きなどによる違和感も解消できる。
本発明の実施の形態の翼面灯具付シーリングファンの斜視図である。 本発明の実施の形態の翼面灯具のLEDケースとLEDデバイスの模式的部分外面図であり、(a)はLEDケースの部分上面図、(b)はLEDケースにLEDデバイスを取り付けた状態の部分上面図、(c)は(b)のA−A断面図、(d)はLEDケースからLEDデバイスとケースカバーを取り外すときの状態を示す断面図である。 本発明の実施の形態の翼面灯具のLEDデバイスの模式的外面図であり、(a)はLEDデバイスの上面図、(b)はLEDデバイスの長手側面図、(c)はLEDデバイスの下面図、(d)はLEDデバイスの短辺側側面図である。 点灯制御部の模式的部分断面図であり、(a)はプラス電極側、(b)はマイナス電極側である。
符号の説明
1 翼面灯具付シーリングファン
10 シーリングファン
11 回転翼
12 シーリングキャップ
13 パイプ
14 モータカバー
15 椀状部
20 翼面灯具
21 LED
22 LEDデバイス
23 放熱フィン
24 給電線
25 LEDケース
26 デバイス収納室
27 デバイス取付け部
28 ケースカバー
29 灯具取付け部
30 点灯制御部
31 回転ボス
32 モータカバー
33 プラス側ブラシ
34 プラス側電極
35 プラス側絶縁部
36 マイナス側ブラシ
37 マイナス側電極
38 一段目給電部
39 二段目給電部

Claims (11)

  1. 複数の回転翼を有するシーリングファンと、
    複数の前記回転翼に固定され、該回転翼と中心を同じくする円周上に複数の発光体が連続して配置され、前記回転翼の回転に応じて回転する環状の灯具と、
    前記複数の発光体のそれぞれを、前記円周上の所定の範囲にあるときのみ点灯させる点灯制御部と、を有することを特徴とする回転翼面灯具付シーリングファン。
  2. 請求項1に記載の回転翼面灯具付シーリングファンにおいて、
    前記発光体が発光ダイオードである、回転翼面灯具付シーリングファン。
  3. 請求項1または請求項2に記載の回転翼面灯具付シーリングファンにおいて、
    前記灯具は、
    前記発光体を内蔵し、透光面と該透光面の反対面に設けられたヒートシンク部と電源接続部とを有するLEDデバイスと、
    該LEDデバイスを連接して収納可能で、透光面を有する底面と前記回転翼への取付け部材とを有する環状のLEDケースと、
    前記電源接続部に電源を供給する配電線と、を備えた、回転翼面灯具付シーリングファン。
  4. 請求項3に記載の回転翼面灯具付シーリングファンにおいて、
    前記点灯制御部は、
    前記シーリングファンの回転翼取付けフレームの周縁外面に設けられて前記電源接続部に電源を供給する配電線の供給側の一端と接続されるプラス側ブラシと、
    前記回転翼取付けフレームを取り巻く外側ケースの内面に設けられ、前記プラス側ブラシと接触する円弧状の複数のプラス側電極と、
    前記シーリングファンの前記回転翼取付けフレームの周縁部の前記プラス側ブラシと異なる位置に設けられて前記電源接続部に電源を供給する配電線の供給側の他の一端と接続されるマイナス側ブラシと、
    前記回転翼取付けフレームを取り巻く外側ケースの内面に設けられ、前記マイナス側ブラシと接触する環状のマイナス側電極と、から構成され、
    円弧状の前記プラス電極は、回転する前記灯具の前記LEDデバイスの点灯区間に対応する位置に設けられ、前記プラス側電極と前記マイナス側電極には前記シーリングファンの電源部から電源が供給されている、回転翼面灯具付シーリングファン。
  5. 請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の回転翼面灯具付シーリングファンにおいて、
    前記発光体を点灯させる前記円周上の所定の範囲が、前記円周を偶数の範囲に分割したときの一つ置きの範囲である、回転翼面灯具付シーリングファン。
  6. 請求項5に記載の回転翼面灯具付シーリングファンにおいて、
    前記発光体を点灯させる前記円周上の所定の範囲が、前記円周を偶数の等角度に分割したときの一つ置きの範囲である、回転翼面灯具付シーリングファン。
  7. 請求項6に記載の回転翼面灯具付シーリングファンにおいて、
    前記分割数が8である、回転翼面灯具付シーリングファン。
  8. 請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の回転翼面灯具付シーリングファンにおいて、
    前記発光体を点灯させる前記円周上の所定の範囲が、前記円周を3の整数倍に分割したときの二つ置きの範囲である、回転翼面灯具付シーリングファン。
  9. 請求項8に記載の回転翼面灯具付シーリングファンにおいて、
    前記分割数が9である、回転翼面灯具付シーリングファン。
  10. 請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の回転翼面灯具付シーリングファンにおいて、
    前記発光体を点灯させる前記円周上の所定の範囲が1箇所である、回転翼面灯具付シーリングファン。
  11. 請求項10に記載の回転翼面灯具付シーリングファンにおいて、
    前記円周上の所定の範囲が1箇所で角度が30度である、回転翼面灯具付シーリングファン。
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