WO2019049262A1

WO2019049262A1 - 天井埋め込み式照明装置

Info

Publication number: WO2019049262A1
Application number: PCT/JP2017/032280
Authority: WO
Inventors: 遼伏江; 大介松原; 吉野　勇人
Original assignee: 三菱電機株式会社; 三菱電機照明株式会社
Priority date: 2017-09-07
Filing date: 2017-09-07
Publication date: 2019-03-14
Also published as: JP6801793B2; CN111051765B; JPWO2019049262A1; CN111051765A

Abstract

天井埋め込み式照明装置（１Ａ）は、光源（２）と、複数の放熱フィン（３ａ）を有し、光源（２）で発生した熱を散逸させるヒートシンク（３）と、第一通気口（４ａ）を有し、ヒートシンク（３）を少なくとも部分的に覆うハウジング（４）と、ヒートシンク（３）を冷却する気流を発生させる冷却ファン（５）とを備える。冷却ファン（５）が占める空間の体積は、ヒートシンク（３）が占める空間の体積よりも小さい。ハウジング（４）の内部空間は、第一通気口（４ａ）を介して、天井（１００）の下の空間（２００）と流体連通する。天井裏空間（３００）は、天井（１００）の上、かつ、ハウジング（４）の外の空間であり、冷却ファン（５）は、天井（１００）の下の空間（２００）から第一通気口（４ａ）を通してハウジング（４）の内部空間へ空気を吸入し、吸入された空気を天井裏空間（３００）へ放出する。

Description

天井埋め込み式照明装置

　本発明は、天井埋め込み式照明装置に関する。

　発光ダイオード（ＬＥＤ）のような光源を用いた照明装置が広く用いられている。光源の発熱により光源の温度が高くなると、エネルギー効率が低下したり、光源の寿命が短くなったりする。そのため、光源の温度が高くならないように、光源の熱を散逸させる放熱性を良好にすることが望まれている。

　下記特許文献１には、ＬＥＤを備えた天井埋め込み式照明装置において、ＬＥＤの熱を散逸させるための放熱フィンと、放熱フィン間に形成される空冷用流路に連結されたダクトと、ダクトに気流を発生させるファンとを備えた発明が開示されている。

日本特開２０１３－１１４８０６号公報

　特許文献１の発明では、天井裏の空気をファンによって放熱フィンへ供給している。天井裏の空間は、室内よりも温度が高くなりやすい。天井裏の空間には照明装置のような発熱する機器が備えられている上、天井裏の空間は狭く、熱がこもりやすいからである。特許文献１の発明では、そのような温度の高い天井裏の空気が放熱フィンへ供給されるので、放熱フィンから熱が散逸しにくく、光源を十分に冷却することが困難となる可能性がある。

　本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、光源を冷却する性能を良好にすることのできる天井埋め込み式照明装置を提供することを目的とする。

　本発明の天井埋め込み式照明装置は、光源と、複数の放熱フィンを有し、光源で発生した熱を散逸させるヒートシンクと、第一通気口を有し、ヒートシンクを少なくとも部分的に覆うハウジングと、ヒートシンクを冷却する気流を発生させる冷却ファンと、を備え、冷却ファンが占める空間の体積は、ヒートシンクが占める空間の体積よりも小さく、ハウジングの内部空間は、第一通気口を介して、天井の下の空間と流体連通し、天井裏空間は、天井の上、かつ、ハウジングの外の空間であり、冷却ファンは、天井の下の空間から第一通気口を通してハウジングの内部空間へ空気を吸入し、吸入された空気を天井裏空間へ放出するものである。

　本発明によれば、冷却ファンにより、天井の下の空間から第一通気口を通してハウジングの内部空間へ空気を吸入し、吸入された空気を天井裏空間へ放出するように構成したことで、光源を冷却する性能を良好にすることが可能となる。

実施の形態１による天井埋め込み式照明装置を斜め下から見た斜視図である。実施の形態１による天井埋め込み式照明装置を斜め上から見た断面斜視図である。実施の形態１による天井埋め込み式照明装置の断面側面図である。実施の形態２による天井埋め込み式照明装置を斜め上から見た断面斜視図である。実施の形態３による天井埋め込み式照明装置を斜め上から見た断面斜視図である。実施の形態４による天井埋め込み式照明装置を斜め下から見た斜視図である。実施の形態４による天井埋め込み式照明装置の断面側面図である。実施の形態５による天井埋め込み式照明装置を斜め上から見た断面斜視図である。実施の形態６による天井埋め込み式照明装置を斜め上から見た断面斜視図である。実施の形態７による天井埋め込み式照明装置の平面図である。実施の形態８による天井埋め込み式照明装置を斜め下から見た斜視図である。実施の形態８による天井埋め込み式照明装置を斜め上から見た断面斜視図である。実施の形態９による天井埋め込み式照明装置の機能ブロック図である。

　以下、図面を参照して実施の形態について説明する。各図において共通または対応する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を簡略化または省略する。本開示は、以下の各実施の形態で説明する構成のうち、組み合わせ可能な構成のあらゆる組み合わせを含み得る。

実施の形態１．
　図１は、実施の形態１による天井埋め込み式照明装置１Ａを斜め下から見た斜視図である。図２は、実施の形態１による天井埋め込み式照明装置１Ａを斜め上から見た断面斜視図である。図３は、実施の形態１による天井埋め込み式照明装置１Ａの断面側面図である。図２及び図３は、天井埋め込み式照明装置１Ａの中心線を含む平面で切断した断面図に相当する。

　これらの図に示す天井埋め込み式照明装置１Ａは、天井に埋め込むようにして設置され、下へ向けて光を出射することで、天井の下の室内空間を照らすものである。天井埋め込み式照明装置１Ａは、例えば、商業施設、事務所、住居などの天井に設置して使用可能である。以下の説明では、天井埋め込み式照明装置１Ａが使用されるときの姿勢を基準として、上及び下の方向を特定する。なお、図２及び図３は、天井埋め込み式照明装置１Ａが天井板１００に設置された状態を示す。天井板１００は、部屋の天井を形成する。図１は、天井に設置される前の、天井埋め込み式照明装置１Ａが単体の状態を示す。

　天井埋め込み式照明装置１Ａは、光源２、ヒートシンク３、ハウジング４、及び冷却ファン５を備える。光源２は、天井埋め込み式照明装置１Ａから下へ向けて光を放射する。本実施の形態における光源２は、チップ・オン・ボード（ＣＯＢ）タイプのＬＥＤパッケージを備える。本実施形態であれば、ＣＯＢタイプのＬＥＤパッケージを光源２が備えたことで、以下の効果が得られる。ＬＥＤの実装面積を小さくすることが可能であるので、天井埋め込み式照明装置１Ａを全体として小型化及び軽量化することができる。例えば、複数の青色系のＬＥＤベアチップを配置するとともに黄色系蛍光体混合の樹脂材料で封止した白色発光のＣＯＢタイプのＬＥＤパッケージを光源２が備えてもよい。

　変形例として、光源２は、ＣＯＢタイプのＬＥＤパッケージ以外の発光素子を備えるものでもよい。例えば、光源２は、表面実装型ＬＥＤパッケージ、砲弾型ＬＥＤパッケージ、配光レンズ付きＬＥＤパッケージ、チップ・スケール・パッケージのＬＥＤのうちの少なくとも一つを備えるものでもよい。所望の光束を得るために必要な複数のＬＥＤパッケージを分散して配置することにより、光源温度の上昇の抑制に有利になり、より効率の高い照明装置を得ることができる。また、光源２は、ＬＥＤを備えるものに限らず、例えば、有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）素子、半導体レーザなどを備えるものでもよい。

　ヒートシンク３は、光源２で発生した熱を散逸させることにより、光源２を冷却するものである。図２に示すように、ヒートシンク３は、複数の放熱フィン３ａと、放熱フィン３ａの根元を支持するベース３ｂとを備える。ベース３ｂは、全体として実質的に板状の形状を有する。ベース３ｂは、上面及び下面を備える。天井埋め込み式照明装置１Ａの使用時には、ベース３ｂの上面及び下面は実質的に水平になる。図２及び図３に示すように、ベース３ｂの下に光源２が配置されている。光源２は、ベース３ｂの下面に対して熱伝導可能となるように設けられている。光源２で発生した熱は、ベース３ｂへ熱伝導する。光源２は、ベース３ｂの下面に対して熱伝導性材料を介して接触してもよい。光源２が下面に実装された光源基板（図示省略）の上面が、ベース３ｂの下面に、直接に、または熱伝導性材料を介して、接触してもよい。熱伝導性材料は、例えば、熱伝導性グリス、熱伝導性シート、熱伝導性接着剤、熱伝導性両面粘着テープのいずれかでもよい。光源２が実装された光源基板とベース３ｂとが一体的に形成されてもよい。

　ベース３ｂの上に複数の放熱フィン３ａが配置されている。放熱フィン３ａは、ベース３ｂの上面から上方へ突出する。放熱フィン３ａは、ベース３ｂの上面に対して垂直である。本実施の形態における放熱フィン３ａは、板状の形状を有する。複数の放熱フィン３ａが互いに平行に配置されている。光源２で発生した熱は、ベース３ｂへ熱伝導し、ベース３ｂから放熱フィン３ａへさらに熱伝導する。ベース３ｂ及び放熱フィン３ａの表面から空気へ熱が散逸する。ベース３ｂ及び放熱フィン３ａによって表面積を大きくすることで、光源２で発生した熱を効率良く散逸させることができる。その結果、光源２の温度を低くできるので、光源２のエネルギー効率すなわち発光効率が向上するとともに、光源２の寿命を長くできる。変形例として、光源２の熱を放熱フィン３ａへ移動させるヒートパイプが備えられてもよい。

　ヒートシンク３は、軽量かつ熱伝導率の高い金属材料で作られていることが望ましい。そのような金属材料としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム系合金、銅系合金、ステンレス鋼などが挙げられる。本実施の形態の放熱フィン３ａは、シートメタルから作られている。これにより、軽量化が図れる。ベース３ｂに放熱フィン３ａを固定する方法は、例えば、カシメ固定、ねじ止め、接着、溶接、ろう接など、いかなる方法でもよい。また、ベース３ｂ及び放熱フィン３ａを、例えばダイカスト方式などにより、一体成形してもよい。

　ハウジング４は、ヒートシンク３を少なくとも部分的に覆う。ハウジング４は、天井板１００に形成された孔に埋め込まれるようにして設置されている。ハウジング４は、第一通気口４ａ及び第二通気口４ｂを有する。冷却ファン５は、ヒートシンク３を冷却する気流を発生させる。冷却ファン５は、下から吸い込んだ空気を上に向けて吐き出す。本実施の形態では、第二通気口４ｂの内側に冷却ファン５が配置されている。

　本実施の形態において冷却ファン５は、プロペラファンと、このプロペラファンを回転させる電動機とを有する軸流ファンである。冷却ファン５の中心線は、天井板１００に対して垂直である。冷却ファン５のプロペラファンの回転軸は、天井板１００に対して垂直である。変形例として、本実施の形態のような軸流ファンに代えて、遠心ファン、斜流ファン、横流ファンなどを冷却ファン５として用いてもよい。冷却ファン５は、強制空冷方式となるファンであればいかなるものでもよい。

　ハウジング４の内部空間は、第一通気口４ａを介して、天井（天井板１００）の下の空間である室内空間２００と流体連通する。天井裏空間３００は、天井（天井板１００）の上、かつ、ハウジング４の外にある空間である。ハウジング４の内部空間は、第二通気口４ｂを介して、天井裏空間３００と流体連通する。

　図３中の矢印付きの破線は、冷却ファン５が運転されたときの空気の流れの一部を示す。冷却ファン５が運転されると、以下のようになる。天井板１００の下の室内空間２００から第一通気口４ａを通してハウジング４の内部空間へ空気が吸入される。吸入された空気は、第二通気口４ｂを通して天井裏空間３００へ放出される。第一通気口４ａから第二通気口４ｂへ流れる空気が放熱フィン３ａ及びベース３ｂの表面に沿って流れることで、ヒートシンク３が冷却される。これにより、光源２の熱をより効率良く散逸させることができ、光源２の温度をより低くすることができる。

　天井裏空間３００の温度は、室内空間２００の温度に比べて、高くなりやすい。すなわち、室内空間２００の空気は、天井裏空間３００の空気よりも温度が低いことが多い。本実施の形態であれば、室内空間２００から吸入された低温の空気によってヒートシンク３を冷却することができる。このため、良好な冷却性能が得られ、光源２の温度を低くする上で有利になる。その結果、光源２の高効率化、長寿命化、及び大光束化が図れる。

　ヒートシンク３の熱を受けて加熱された空気は、天井裏空間３００へ放出される。このため、その加熱された空気が第一通気口４ａから再びハウジング４内に流入することを確実に防止できる。加熱された空気が室内空間２００の空気に混じることを防止できるので、第一通気口４ａから吸入される空気の温度を低く維持することができる。

　冷却ファン５による強制対流によってヒートシンク３を冷却できるので、冷却ファン５を持たない自然対流の場合に比べて、ヒートシンク３の小型化及び軽量化が図れる。特に、室内空間２００からの低温の空気によって冷却するので、ヒートシンク３のサイズをさらに小さくすることができる。これらのことから、天井埋め込み式照明装置１Ａ全体のサイズも小さくできるので、天井裏空間３００が狭くても容易に設置可能である。

　本実施の形態では、第一通気口４ａとベース３ｂとの間に空間１１が形成される。ベース３ｂの下面の一部は、空間１１に対して露出する。第一通気口４ａから流入した気流の一部は、空間１１において、ベース３ｂの下面に沿って流れる。これにより、ベース３ｂの下面からの熱の散逸を促進できるので、冷却性能をさらに向上できる。

　本実施の形態において、冷却ファン５が占める空間の体積は、ヒートシンク３が占める空間の体積よりも小さい。「冷却ファン５が占める空間の体積」とは、例えば、冷却ファン５の輪郭に沿った滑らかな表面で囲まれる一つのかたまりの体積に相当する。「ヒートシンク３が占める空間」とは、例えば、ヒートシンク３の輪郭に沿った滑らかな表面で囲まれる一つのかたまりの体積に相当する。

　本実施の形態であれば、冷却ファン５が占める空間の体積が、ヒートシンク３が占める空間の体積よりも小さいことで、以下の効果が得られる。冷却ファン５のサイズが比較的小さいので、天井埋め込み式照明装置１Ａ全体のサイズを小さくでき、天井裏空間３００が狭くても容易に設置可能である。室内空間２００から吸入された、比較的冷たい空気によってヒートシンク３を冷却することができるので、サイズが比較的小さい冷却ファン５を用いても、十分に良好な冷却性能が得られる。

　本実施の形態において、ハウジング４は、ヒートシンク３の全体を覆っている。ヒートシンク３と天井裏空間３００との間は、第二通気口４ｂ以外はすべてハウジング４によって隔てられている。第二通気口４ｂから天井裏空間３００へ気流が吹き出すので、天井裏空間３００の暖かい空気がハウジング４の内部に流入することはない。このような構成によれば、天井裏空間３００の暖かい空気がヒートシンク３に触れることを確実に防止できるので、ヒートシンク３をより効率良く冷却することが可能となる。

　本実施の形態では、気流の経路においてヒートシンク３の下流側に冷却ファン５を配置しているが、変形例として、ヒートシンク３の上流側に冷却ファン５を配置してもよい。例えば、第一通気口４ａとヒートシンク３との間の流路に冷却ファン５を配置してもよい。

　図２に示すように、天井埋め込み式照明装置１Ａは、リフレクター６をさらに備える。リフレクター６は、光源２の周囲に反射面を形成する。当該反射面は、光源２の発光面の周囲に、円錐面状に形成される。光源２から側方に放射された光を、リフレクター６の反射面が、下方に向けて反射させる。これにより、天井埋め込み式照明装置１Ａから下方に放射される光量を増加させることができる。リフレクター６の少なくとも反射面は、反射率が高く、吸収率が低い、白色系の材料もしくは白色系塗装がされた材料で構成されていることが望ましい。リフレクター６は、ハウジング４に固定されていてもよいし、ベース３ｂに固定されていてもよい。

　天井埋め込み式照明装置１Ａは、透光カバー７をさらに備える。透光カバー７は、ハウジング４に固定されている。透光カバー７は、光源２及びリフレクター６の全体を覆う。光源２からの光、及びリフレクター６で反射した光は、透光カバー７を透過して、天井埋め込み式照明装置１Ａの外部へ放射される。透光カバー７は、光源２及びリフレクター６を、汚れあるいは水などから確実に保護する。透光カバー７を設けたことで、光源２の劣化あるいは故障を確実に防止することができる。透光カバー７は、光を正透過させる、透明材料で作られていることが望ましい。または、透光カバー７は、光を拡散透過させるものでもよい。透光カバー７は、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、ポリスチレン樹脂などの樹脂材料、またはガラス材料で作られていてもよい。透光カバー７の表面に、経年劣化の抑制に有利な、例えばハードコート処理のようなコーティング処理が施されてもよい。透光カバー７は、防水性を有してもよい。透光カバー７とハウジング４との接合部に、防水性を有するシール材または接着剤が備えられてもよい。当該シール材または接着剤は、例えば、軟性樹脂材料、シリコーン系などのシーリング材料、ゴム系材料などで構成されてもよい。変形例として、リフレクター６及び透光カバー７に代えて、配光制御のためのレンズを使用することで、天井埋め込み式照明装置１Ａから下方に放射される光量を増加させることもできる。当該レンズは、光を正透過させる、透明材料で作られていることが望ましい。または、当該レンズは、光を拡散透過させるものでもよい。

　図２に示すように、ハウジング４は、円筒形状を有する筒状部４ｃと、筒状部４ｃの上端に形成された頂面部４ｄとを備える。頂面部４ｄに第二通気口４ｂが形成されている。ハウジング４は、筒状部４ｃの下端から外側へ突出するフランジ部４ｅを備える。フランジ部４ｅは、筒状部４ｃの下端の全周に渡って形成されている。フランジ部４ｅの上面に天井板１００の下面が接触する。天井板１００に形成された孔の縁部が、筒状部４ｃの外面とフランジ部４ｅとの間の角部に接触する。ハウジング４の筒状部４ｃは、天井板１００の上面よりも上方向に突出する。変形例として、ハウジング４は、円筒形状の筒状部４ｃに代えて、例えば四角筒状、五角筒状、六角筒状、八角筒状のような角筒形状の筒状部を備えるものでもよい。

　ハウジング４は、リング状の枠部４ｆと、複数の接続部４ｇとを備える。枠部４ｆは、透光カバー７の外周部を支持する。枠部４ｆは、筒状部４ｃの下端よりも内側に設けられている。複数の接続部４ｇは、筒状部４ｃの下端と枠部４ｆとの間を接続する。複数の接続部４ｇは、筒状部４ｃの周方向に関して、局所的に等間隔で設けられている。各接続部４ｇは、筒状部４ｃの下端から内側へ突出して枠部４ｆにつながる。リフレクター６の外周部が枠部４ｆによって支持されてもよい。

　第一通気口４ａは、筒状部４ｃの下端と、枠部４ｆと、接続部４ｇとで囲まれる孔に相当する。図１に示すように、第一通気口４ａは、リフレクター６よりも外側にある。リフレクター６の外周側に第一通気口４ａを備えることで、光源２から出射した光の損失を防止できる。対照的に、リフレクター６に第一通気口４ａを設けた場合、もしくはリフレクター６の内周側に第一通気口４ａを設けた場合には、第一通気口４ａに光が入り込み、迷光として光の損失が増加する可能性がある。

　複数の第一通気口４ａが天井埋め込み式照明装置１Ａの周方向に沿って全周に渡り並んでいる。このようにしたことで、合計の第一通気口４ａの開口面積を大きくすることができ、室内空間２００からの空気をより効率良くハウジング４内に吸入できる。

　ハウジング４は、軽量かつ熱伝導率の高い金属材料で作られていることが望ましい。そのような金属材料としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム系合金、銅系合金、ステンレス鋼などが挙げられる。

　図２に示すように、ヒートシンク３は、複数のヒートシンクサポート８を介して、ハウジング４に連結されている。ヒートシンクサポート８は、筒状部４ｃの周方向において数箇所に局所的に設けられている。各ヒートシンクサポート８は、ベース３ｂを筒状部４ｃの内面に連結している。ヒートシンクサポート８によりヒートシンク３がハウジング４に対して固定されている。これらの部材間の固定方法は、例えば、カシメ固定、ねじ止め、接着、溶接、ろう接など、いかなる方法でもよい。また、ヒートシンク３とハウジング４が一体型の、例えばアルミダイカスト製法で製造される場合は、ヒートシンクサポート８を別部材として設ける必要はない。

　ヒートシンクサポート８の位置を除いては、筒状部４ｃの内面と、ヒートシンク３のベース３ｂとの間に、気流が通過可能な隙間９が形成される。第一通気口４ａから吸入された空気は、隙間９を通って、ベース３ｂの上へ移動できる。

　ハウジング４の第二通気口４ｂの縁部と、冷却ファン５との間には、固定部材１０が設けられている。固定部材１０により、冷却ファン５がハウジング４に固定されている。固定部材１０は、冷却ファン５の振動及び騒音を抑える働きを持つ。固定部材１０は、例えば、ゴム材料のような弾性材料で作られていることが望ましい。これにより、固定部材１０による防振性を高くするとともに、軽量化が図れる。

　天井埋め込み式照明装置１Ａは、電源装置（図示省略）に接続される。電源装置は、光源２を点灯させる光源駆動回路と、冷却ファン５を駆動するファン駆動回路を備える。光源駆動回路は、天井埋め込み式照明装置１Ａの外部の交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換する電源回路を備える。電源回路は、例えば、半導体スイッチ素子を用いたスイッチング電源を備えるものでもよい。交流電源は、典型的には商用電源である。ファン駆動回路は、冷却ファン５の電動機に電力を供給する。電源装置は、天井埋め込み式照明装置１Ａと電気的及び構造的に繋がっていてもよい。天井埋め込み式照明装置１Ａの内部に電源装置を設置してもよい。または、離れた場所に設置された電源装置と、天井埋め込み式照明装置１Ａとの間が配線により接続されてもよい。

　本実施の形態では、第二通気口４ｂがハウジング４の頂部に形成されていることで、以下の効果が得られる。ハウジング４の内部の気流の通過抵抗を小さくでき、通風量を多くできる。

　本実施の形態では、冷却ファン５がヒートシンク３の上に配置されていることで、以下の効果が得られる。天井埋め込み式照明装置１Ａ全体としての直径を小さくすることができ、天井板１００に形成された孔に対して容易に設置することができる。

　図３中のＬ１は、ヒートシンク３の高さを示す。Ｌ２は、ハウジング４の内面とヒートシンク３との間の、天井板１００に垂直な方向の距離を示す。すなわち、Ｌ２は、ハウジング４の頂面部４ｄの内面とヒートシンク３の上端との間の最短距離を示す。Ｌ３は、ハウジング４の内面とヒートシンク３との間の、天井板１００に平行な方向の距離を示す。すなわち、Ｌ３は、ハウジング４の側面部に相当する筒状部４ｃの内面とヒートシンク３との間の最短距離を示す。本実施の形態において、Ｌ１は、Ｌ２よりも大きい。Ｌ１は、Ｌ３よりも大きい。これにより、以下の効果が得られる。ハウジング４の限られた内部空間において、ヒートシンク３を十分に大きくすることができる。ハウジング４の内面とヒートシンク３との間に、適度な大きさの気流の通路が形成されるので、気流を効率良くヒートシンク３に当てることができる。

　本実施の形態では、冷却ファン５が第二通気口４ｂの内側に配置されたことで、天井埋め込み式照明装置１Ａ全体のサイズを小さくできるとともに、冷却ファン５による気流を無駄なく利用することができる。変形例として、ハウジング４の内部または外部に冷却ファン５を配置し、冷却ファン５と第二通気口４ｂとの間をダクトにより接続してもよい。

　本実施の形態においてハウジング４はヒートシンク３の全体を覆っているが、変形例として、ヒートシンク３の一部がハウジング４に覆われていなくてもよい。その場合、ハウジング４は、第二通気口４ｂを備えなくてもよい。

実施の形態２．
　次に、図４を参照して、実施の形態２について説明するが、前述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分については説明を簡略化または省略する。図４は、実施の形態２による天井埋め込み式照明装置１Ｂを斜め上から見た断面斜視図である。図４は、天井埋め込み式照明装置１Ｂの中心線を含む平面で切断した断面図に相当する。

　図４に示す天井埋め込み式照明装置１Ｂは、実施の形態１のヒートシンク３に代えてヒートシンク３Ｂを備える。ヒートシンク３Ｂが備える複数の板状の放熱フィン３ｄは、放射状に配置されている。すなわち、各放熱フィン３ｄは、ヒートシンク３Ｂの中心部から半径方向外側へ延びるように配置されている。

　実施の形態２によれば、実施の形態１と類似の効果に加えて、さらに以下の効果が得られる。ヒートシンク３Ｂのような放射状の放熱フィン３ｄの配置によれば、ヒートシンク３のような平行の放熱フィン３ａの配置に比べて、気流の通過抵抗が小さいので、冷却ファン５の運転時の圧力損失が低下する。その結果、より大きな風量を天井埋め込み式照明装置１Ｂの内部に吸気することができる。これにより、光源２の温度をさらに低くすることが可能となる。

実施の形態３．
　次に、図５を参照して、実施の形態３について説明するが、前述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分については説明を簡略化または省略する。図５は、実施の形態３による天井埋め込み式照明装置１Ｃを斜め上から見た断面斜視図である。図５は、天井埋め込み式照明装置１Ｃの中心線を含む平面で切断した断面図に相当する。

　図５に示す天井埋め込み式照明装置１Ｃは、実施の形態１のヒートシンク３に代えてヒートシンク３Ｃを備える。ヒートシンク３Ｃは、ピン形状を有する複数の放熱フィン３ｅを備える。

　実施の形態３によれば、実施の形態１と類似の効果に加えて、さらに以下の効果が得られる。ヒートシンク３Ｃのようなピン形状の放熱フィン３ｅによれば、ヒートシンク３のような板状の放熱フィン３ａに比べて、気流の通過抵抗が小さいので、冷却ファン５の運転時の圧力損失が低下する。その結果、より大きな風量を天井埋め込み式照明装置１Ｃの内部に吸気することができる。これにより、光源２の温度をさらに低くすることが可能となる。

実施の形態４．
　次に、図６及び図７を参照して、実施の形態４について説明するが、前述した実施の形態との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分については説明を簡略化または省略する。図６は、実施の形態４による天井埋め込み式照明装置１Ｄを斜め下から見た斜視図である。図７は、実施の形態４による天井埋め込み式照明装置１Ｄの断面側面図である。図６及び図７は、天井埋め込み式照明装置１Ｄの中心線を含む平面で切断した断面図に相当する。

　これらの図に示す天井埋め込み式照明装置１Ｄは、実施の形態１のヒートシンク３に代えてヒートシンク３Ｄを備える。ヒートシンク３Ｄは、ピン形状を有する複数の放熱フィン３ｅと、放熱フィン３ｅの根元を支持するベース３ｂとを備える。ベース３ｂには、開口３ｆが形成されている。図６に示すように、複数の開口３ｆが、ベース３ｂの中心から離れた位置において、周方向に沿って並んでいる。図７に示すように、第一通気口４ａから流入した気流の少なくとも一部は、ベース３ｂの開口３ｆを通過する。開口３ｆを通過した気流は、放熱フィン３ｅの表面に沿って流れた後、冷却ファン５及び第二通気口４ｂを通って、天井裏空間３００へ排出される。開口３ｆは、放熱フィン３ｅの形状に合わせ、より効果的に光源２を冷却できる位置に設けることが望ましい。

　実施の形態４によれば、実施の形態１と類似の効果に加えて、さらに以下の効果が得られる。ベース３ｂの開口３ｆを設けたことで、第一通気口４ａから吸入された空気が、よりスムーズにハウジング４の内部空間を通過することができるため、圧力損失をさらに低下させることができる。これにより、光源２の冷却をさらに改善することができる。開口３ｆが形成された分だけ、ベース３ｂを軽量化できる。開口３ｆの直上の放熱フィン３ｅがなくなることで、ヒートシンク３Ｄを軽量化できる。変形例として、実施の形態１または２のような、板状の放熱フィン３ａ，３ｄを備えるヒートシンク３，３Ｂのベース３ｂに開口３ｆを形成してもよい。

実施の形態５．
　次に、図８を参照して、実施の形態５について説明するが、前述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分については説明を簡略化または省略する。図８は、実施の形態５による天井埋め込み式照明装置１Ｅを斜め上から見た断面斜視図である。図８は、天井埋め込み式照明装置１Ｅの中心線を含む平面で切断した断面図に相当する。

　図８に示す天井埋め込み式照明装置１Ｅは、実施の形態１のヒートシンク３及びハウジング４に代えて、ヒートシンク３Ｅ及びハウジング４Ｅを備える。ヒートシンク３Ｅは、ピン形状を有する複数の放熱フィン３ｅを備える。ヒートシンク３Ｅのベース３ｂには、開口３ｆが形成されている。変形例として、ヒートシンク３Ｅは、板状の放熱フィンを備えるものでもよい。

　ハウジング４Ｅは、第二通気口４ｈを有する。第二通気口４ｈは、ハウジング４の側面部に形成されている。第二通気口４ｈは、ハウジング４の筒状部４ｃの側壁に形成された孔または開口である。ハウジング４の頂面部４ｄには通気口が形成されていない。

　冷却ファン５は、ヒートシンク３Ｅの横に隣接して配置されている。冷却ファン５は、ハウジング４の内部に配置されている。冷却ファン５は、第二通気口４ｈに対向する。冷却ファン５の中心線は、天井板１００に対して平行である。冷却ファン５のプロペラファンの回転軸は、天井板１００に対して平行である。冷却ファン５は、ヒートシンク３Ｅのベース３ｂに固定されてもよい。冷却ファン５は、ハウジング４に固定されてもよい。

　冷却ファン５が運転されると、第一通気口４ａから空気が吸入される。第一通気口４ａから流入した気流の少なくとも一部は、ベース３ｂの開口３ｆを通過する。気流は、ヒートシンク３Ｅの放熱フィン３ｅの間を通った後、冷却ファン５及び第二通気口４ｈを通って、天井裏空間３００に排出される。

　実施の形態５によれば、実施の形態４と類似の効果に加えて、さらに以下の効果が得られる。冷却ファン５が、ヒートシンク３Ｅの上ではなく、ヒートシンク３Ｅの横に隣接して配置されたことで、天井埋め込み式照明装置１Ｅの全高を低く抑えることができる。このため、高さ方向の寸法が小さい天井裏空間３００にも容易に設置することができる。天井板１００に対して垂直な方向の位置に関して、冷却ファン５が存在する範囲Ｘと、ヒートシンク３Ｅが存在する範囲Ｙとが重なりを有するように構成すれば、上記効果に類似した効果が得られる。

　ハウジング４の側面部に第二通気口４ｈが形成されたことで、以下の効果が得られる。第二通気口４ｈから吹き出される気流の方向は、天井板１００に対して実質的に平行になる。高さ方向の寸法が小さい天井裏空間３００においても、第二通気口４ｈから吹き出される気流が、天井裏空間３００の頂内面にぶつかることがない。このため、冷却ファン５の運転時の圧力損失を低くすることができ、より大きな風量を天井埋め込み式照明装置１Ｅの内部に吸気することができる。これにより、光源２の温度をさらに低くすることが可能となる。

実施の形態６．
　次に、図９を参照して、実施の形態６について説明するが、前述した実施の形態との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分については説明を簡略化または省略する。図９は、実施の形態６による天井埋め込み式照明装置１Ｆを斜め上から見た断面斜視図である。図９は、天井埋め込み式照明装置１Ｆの中心線を含む平面で切断した断面図に相当する。

　図９に示す天井埋め込み式照明装置１Ｆは、電源装置１２をさらに備えること以外は、実施の形態５の天井埋め込み式照明装置１Ｅと同じ構成を有する。電源装置１２は、光源２を点灯させる光源駆動回路を有する。電源装置１２は、冷却ファン５を駆動するファン駆動回路をさらに備えてもよい。図９に示す例では、電源装置１２は、直方体形状の筐体と、この筐体の内部に配置された電気回路基板とを有する。図９では、電源装置１２の断面を簡略化して示している。電源装置１２は、図示しないブラケットを介してハウジング４に固定されている。電源装置１２の電子回路基板は、例えば、半導体素子、リアクトル、抵抗、コンデンサのような、発熱する電気部品を有する。

　実施の形態６によれば、実施の形態５と類似の効果に加えて、さらに以下の効果が得られる。電源装置１２は、冷却ファン５による気流に当たる位置に配置されている。これにより、冷却ファン５による気流を用いて電源装置１２を冷却できる。その結果、電源装置１２が備える、発熱する電気部品の温度を低くすることができ、電源装置１２の効率を向上できる。

　図示の例ではハウジング４の外に電源装置１２を配置しているが、ハウジング４の内部に電源装置１２を配置してもよい。図示の例では冷却ファン５の下流側に電源装置１２を配置しているが、変形例として、冷却ファン５の上流側に電源装置１２を配置してもよい。例えば、気流の経路において、ヒートシンク３Ｅと冷却ファン５との間に電源装置１２を配置してもよい。

実施の形態７．
　次に、図１０を参照して、実施の形態７について説明するが、前述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分については説明を簡略化または省略する。図１０は、実施の形態７による天井埋め込み式照明装置１Ｇの平面図である。

　実施の形態７による天井埋め込み式照明装置１Ｇは、実施の形態５の天井埋め込み式照明装置１Ｅと比べて、ヒートシンク３Ｅに代えてヒートシンク３Ｇを備えること以外は同じ構成を有する。図１０は、天井埋め込み式照明装置１Ｇが備えるハウジング４Ｅを除去した状態を示す。図１０中の矢印付きの破線は、冷却ファン５が運転されたときの空気の流れの一部を示す。

　図１０に示すように、ヒートシンク３Ｇは、複数の板状の放熱フィン３ｇと、放熱フィン３ｇの根元を支持するベース３ｂとを備える。放熱フィン３ｇ同士の間に風路３ｈが形成される。ヒートシンク３Ｇのベース３ｂには、開口３ｆが形成されている。開口３ｆを通過した空気は、風路３ｈを通った後、冷却ファン５に吸入され、天井裏空間３００に排出される。各風路３ｈは、冷却ファン５よりも開口３ｆに近い位置にある第一端と、開口３ｆよりも冷却ファン５に近い位置にある第二端とを有する。空気は、各風路３ｈの第一端から第二端に向かって流れる。各風路３ｈの幅は、第一端から第二端に向かって減少する。「風路３ｈの幅」とは、空気の流れ方向に対して垂直、かつベース３ｂに平行な方向の長さである。

　実施の形態７によれば、実施の形態５と類似の効果に加えて、さらに以下の効果が得られる。放熱フィン３ｇが導風板の役割を果たすように形成されていることで、冷却ファン５の運転時の圧力損失を低くすることができ、大きな風量を天井埋め込み式照明装置１Ｇの内部に吸気することができる。これにより、光源２の温度をさらに低くすることが可能となる。

実施の形態８．
　次に、図１１及び図１２を参照して、実施の形態８について説明するが、前述した実施の形態との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分については説明を簡略化または省略する。図１１は、実施の形態８による天井埋め込み式照明装置１Ｈを斜め下から見た斜視図である。図１２は、実施の形態８による天井埋め込み式照明装置１Ｈを斜め上から見た断面斜視図である。図１２は、天井埋め込み式照明装置１Ｈの中心線を含む平面で切断した断面図に相当する。これらの図に示す天井埋め込み式照明装置１Ｈは、ハウジング４に代えてハウジング４Ｈを備えること以外は、実施の形態１の天井埋め込み式照明装置１Ａと同じ構成を有する。

　ハウジング４Ｈは、実施の形態１のハウジング４と比べ、第一通気口４ａ及びフランジ部４ｅに代えて第一通気口４ｉ及びフランジ部４ｍを備える。天井埋め込み式照明装置１Ｈを真下から見上げたときに、第一通気口４ｉの入口となる孔４ｋが見えないように構成されている。図１１に示すように、フランジ部４ｍは、筒状部４ｃの下端から外側へ突出する。フランジ部４ｍの外周面４ｎは、天井埋め込み式照明装置１Ｈの中心線に対して平行である。外周面４ｎは、天井板１００に対して垂直である。外周面４ｎに第一通気口４ｉの入口となる孔４ｋが形成されている。このため、天井埋め込み式照明装置１Ｈを真下から見上げたときに、第一通気口４ｉの入口となる孔４ｋが見えることはない。

　実施の形態８によれば、実施の形態１と類似の効果に加えて、さらに以下の効果が得られる。天井埋め込み式照明装置１Ｈを真下から見上げたときに第一通気口４ｉの入口となる孔４ｋが見えないので、見た人が違和感を感じることを確実に防止できる。すなわち、天井埋め込み式照明装置１Ｈの意匠性を向上できる。

　図１１に示すように、第一通気口４ｉの入口となる孔４ｋは、フランジ部４ｍの周方向に沿って延びる細長い形状を有する。ハウジング４は、底面部４ｐを有する。底面部４ｐの中央に形成された円形開口の内側に透光カバー７が配置されている。底面部４ｐは、フランジ部４ｍの下面に対して段差なく滑らかにつながっている。図１２に示すように、底面部４ｐは、第一通気口４ｉの出口となる孔を下から覆っている。このため、天井埋め込み式照明装置１Ｈを真下から見上げたときに、第一通気口４ｉの出口となる孔が見えることはない。

実施の形態９．
　次に、図１３を参照して、実施の形態９について説明するが、前述した実施の形態との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分については説明を簡略化または省略する。図１３は、実施の形態９による天井埋め込み式照明装置１Ｊの機能ブロック図である。実施の形態９による天井埋め込み式照明装置１Ｊは、前述した天井埋め込み式照明装置１Ａ－１Ｈのいずれかと類似の機械的構造を有するため、機械的構造を示す図は省略する。以下の説明では、天井埋め込み式照明装置１Ｊは、実施の形態１の天井埋め込み式照明装置１Ａと類似の機械的構造を有するものとする。

　実施の形態９において、冷却ファン５は、第一モード及び第二モードで運転可能である。例えば、第一モードでは冷却ファン５は正回転し、第二モードでは冷却ファン５は逆回転する。冷却ファン５が第一モードで運転されると、天井板１００の下の室内空間２００から第一通気口４ａを通してハウジング４の内部空間へ空気が吸入され、当該吸入された空気が第二通気口４ｂを通って天井裏空間３００へ放出される。冷却ファン５が第一モードで運転されるときの気流は、実施の形態１と同様である。

　冷却ファン５が第二モードで運転されると、天井裏空間３００から第二通気口４ｂを通ってハウジング４の内部空間へ空気が吸入され、当該吸入された空気が第一通気口４ａを通して天井板１００の下の室内空間２００へ放出される。すなわち、冷却ファン５が第二モードで運転されるときの気流は、実施の形態１とは反対方向に流れる。

　図１３に示すように、天井埋め込み式照明装置１Ｊは、電源装置１３を備える。電源装置１３は、光源２を点灯させる電流を供給する光源駆動回路１３ａと、冷却ファン５を駆動する電流を供給するファン駆動回路１３ｂと、制御部１３ｅとを備える。制御部１３ｅは、光源駆動回路１３ａを介して、光源２を駆動する。制御部１３ｅは、ファン駆動回路１３ｂを介して、冷却ファン５を駆動する。制御部１３ｅは、プロセッサ１３ｆ及びメモリ１３ｇを備える。典型的には、制御部１３ｅは、マイクロコンピュータを含んだ構成を有する。

　光源駆動回路１３ａは、光源２に電流を流す。光源駆動回路１３ａは、外部の交流電源５００から供給される交流電力を直流電力に変換する電源回路を備える。電源回路は、例えば、半導体スイッチ素子を用いたスイッチング電源を備えるものでもよい。交流電源５００は、典型的には商用電源である。光源駆動回路１３ａは、制御部１３ｅからの指令に応じて、光源２に流れる電流を調整することで、光源２から発せられる光束を調整可能である。これにより、天井埋め込み式照明装置１Ｊによる照度及び輝度を調整可能である。

　ファン駆動回路１３ｂは、制御部１３ｅからの指令に応じて、冷却ファン５の電動機に電力を供給する。ファン駆動回路１３ｂは、制御部１３ｅからの指令に応じて、第一モードまたは第二モードで冷却ファン５を運転させる。ファン駆動回路１３ｂは、冷却ファン５の電動機に供給する電力の、電流、電圧及び周波数のうちの少なくとも一つを調整することで、冷却ファン５の回転速度を調整可能でもよい。

　送信部６０は、天井板１００の下の室内空間２００の温度に関する第一情報と、天井裏空間３００の温度に関する第二情報とを制御部１３ｅへ送信する。送信部６０は、天井埋め込み式照明装置１Ｊが備える第一温度センサ及び第二温度センサ（いずれも図示省略）により構成されてもよい。この場合、第一温度センサは、室内空間２００の気温を検出するように構成され、第二温度センサは、天井裏空間３００の気温を検出するように構成されてもよい。または、天井埋め込み式照明装置１Ｊとは別個のコントローラが送信部６０を備えてもよい。例えば、天井埋め込み式照明装置１Ｊを含む複数の照明装置を制御する照明制御システムのコントローラ（図示省略）と、制御部１３ｅとが有線通信または無線通信で接続されている場合において、当該コントローラが備える送信部６０から、通信手段を介して上記第一情報及び第二情報を制御部１３ｅが受信してもよい。

　制御部１３ｅは、送信部６０から受信した第一情報及び第二情報に基づいて、冷却ファン５の第一モード及び第二モードを切り替える。例えば、以下のようにしてもよい。室内空間２００の温度が天井裏空間３００の温度よりも低い場合には、制御部１３ｅは、冷却ファン５を第一モードで運転させる。天井裏空間３００の温度が室内空間２００よりも低い場合には、制御部１３ｅは、冷却ファン５を第二モードで運転させる。

　通常は、室内空間２００の温度が天井裏空間３００の温度よりも低い場合が多い。しかしながら、冬期などで暖房が使用される場合には、天井裏空間３００の温度が室内空間２００よりも低くなる可能性がある。天井裏空間３００の温度が室内空間２００よりも低い場合に、冷却ファン５を第二モードで運転させると、天井裏空間３００の低温の空気が第二通気口４ｂを通ってハウジング４の内部空間へ空気が吸入されるので、ヒートシンク３を効率良く冷却することができる。制御部１３ｅが冷却ファン５の第一モード及び第二モードを自動的に切り替える構成に代えて、手動の切替スイッチによって冷却ファン５の第一モード及び第二モードを切り替えるように構成してもよい。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ，１Ｊ　天井埋め込み式照明装置、　２　光源、　３，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｇ　ヒートシンク、　３ａ，３ｄ，３ｅ，３ｇ　放熱フィン、　３ｂ　ベース、　３ｆ　開口、　３ｇ　放熱フィン、　３ｈ　風路、　４，４Ｅ，４Ｈ　ハウジング、　４ａ，４ｉ　第一通気口、　４ｂ，４ｈ　第二通気口、　４ｈ　第二通気口、　５　冷却ファン、　６　リフレクター、　７　透光カバー、　１２，１３　電源装置、　１００　天井板、　２００　室内空間、　３００　天井裏空間

Claims

　光源と、
　複数の放熱フィンを有し、前記光源で発生した熱を散逸させるヒートシンクと、
　第一通気口を有し、前記ヒートシンクを少なくとも部分的に覆うハウジングと、
　前記ヒートシンクを冷却する気流を発生させる冷却ファンと、
　を備え、
　前記冷却ファンが占める空間の体積は、前記ヒートシンクが占める空間の体積よりも小さく、
　前記ハウジングの内部空間は、前記第一通気口を介して、天井の下の空間と流体連通し、
　天井裏空間は、前記天井の上、かつ、前記ハウジングの外の空間であり、
　前記冷却ファンは、前記天井の下の空間から前記第一通気口を通して前記ハウジングの内部空間へ空気を吸入し、前記吸入された空気を前記天井裏空間へ放出する
　天井埋め込み式照明装置。
　前記光源からの光を反射させるリフレクターを備え、
　前記第一通気口は、前記リフレクターよりも外側にある請求項１に記載の天井埋め込み式照明装置。
　前記ハウジングは、第二通気口を有し、
　前記ハウジングの内部空間は、前記第二通気口を介して、前記天井裏空間と流体連通し、
　前記冷却ファンは、前記吸入された空気を前記第二通気口を通して前記天井裏空間へ放出する請求項１または請求項２に記載の天井埋め込み式照明装置。
　前記第二通気口は、前記ハウジングの頂部に形成されている請求項３に記載の天井埋め込み式照明装置。
　前記第二通気口は、前記ハウジングの側面部に形成されている請求項３に記載の天井埋め込み式照明装置。
　前記第二通気口の内側に前記冷却ファンが配置されている請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の天井埋め込み式照明装置。
　前記ヒートシンクは、前記複数の放熱フィンの根元を支持するベースを備え、
　前記ベースは、開口を有し、
　前記第一通気口から流入した空気が前記ベースの前記開口を通過する請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の天井埋め込み式照明装置。
　前記冷却ファンは、前記ヒートシンクに隣接して配置されている請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の天井埋め込み式照明装置。
　前記天井に対して垂直な方向の位置に関して、前記冷却ファンが存在する範囲と、前記ヒートシンクが存在する範囲とが重なりを有する請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の天井埋め込み式照明装置。
　前記冷却ファンは、前記ヒートシンクの上に配置されている請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の天井埋め込み式照明装置。
　前記天井埋め込み式照明装置を真下から見上げたときに、前記第一通気口の入口となる孔が見えないように構成されている請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の天井埋め込み式照明装置。
　前記光源を点灯させる光源駆動回路を有する電源装置を備え、
　前記電源装置は、前記冷却ファンによる気流に当たる位置に配置されている請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の天井埋め込み式照明装置。
　前記ヒートシンクの高さは、前記ハウジングの内面と前記ヒートシンクとの間の距離よりも大きい請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の天井埋め込み式照明装置。
　前記冷却ファンは、第一モード及び第二モードで運転可能であり、
　前記冷却ファンが前記第一モードで運転されると、前記天井の下の空間から前記第一通気口を通して前記ハウジングの内部空間へ空気が吸入され、当該吸入された空気が前記天井裏空間へ放出され、
　前記冷却ファンが前記第二モードで運転されると、前記天井裏空間から前記ハウジングの内部空間へ空気が吸入され、当該吸入された空気が前記第一通気口を通して前記天井の下の空間へ放出される請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の天井埋め込み式照明装置。
　前記冷却ファンと接続された制御部を備え、
　前記制御部は、前記天井の下の空間の温度に関する第一情報と、前記天井裏空間の温度に関する第二情報とに基づいて、前記第一モード及び前記第二モードを切り替える請求項１４に記載の天井埋め込み式照明装置。