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

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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