(57)【要約】【課題】本体内部の温度上昇を利用し照明照度低下の抑制を図った天井扇風機を提供する。【解決手段】天井に係合可能な支柱部２と、この支柱部２の下部に備えたモータ部３と、このモータ部３により回転する羽根部４と、モータ部３の下部に設けた制御部５と、この制御部５の下部に設けた照明部６からなり、モータ部３の表面には、モータ部３と周囲の温度差によって電力を発電する熱電変換素子２５を設け、制御部５は熱電変換素子２５から供給された電力を利用して照明部６へ供給することを特徴とし、モータ部３の発熱を利用し補助電源を得ることが可能となる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
天井に係合可能な支柱部と、この支柱部の下部に備えたモータ部と、このモータ部により回転する羽根部と、前記モータ部の下部に設けた制御部と、この制御部の下部に設けた照明部からなり、前記モータ部の表面には、前記モータ部と周囲の温度差によって電力を発電する発電部を設け、前記制御部は前記発電部から供給された電力を利用して前記照明部へ供給することを特徴とした天井扇風機。
【請求項２】
前記照明部には、主照明と補助照明を備えたことを特徴とした請求項１に記載の天井扇風機。
【請求項３】
前記照明部には、照度を検知し前記制御部にフィードバックする検知手段を備えたことを特徴とした請求項１または２記載の天井扇風機。
【請求項４】
前記照明部には、ＬＥＤを備えたことを特徴とした請求項１、２または３記載の天井扇風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明を備えた天井扇風機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の天井扇風機は、天井に係合可能な支柱部と、この支柱部の下部に備えたモータ部と、このモータ部により回転する羽根部と、前記モータ部の下部に設けた制御部と、この制御部の下部に設けた照明部と、前記モータ部と前記制御部と前記照明部の少なくとも一部を覆うケース部とから構成したものである（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２２６５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来例のように、照明機器と制御回路とモータとが一体となった照明付き天井扇における課題は、照明機器を点灯することによって発生する照明機器自身の発熱に加え、ファンモータを駆動することによって発生するモータ自身の発熱によって天井扇内部が高温状態となり、照明機器の発光効率が低下し、照明の明るさが低下してしまうというものであった。
【０００５】
特に温度の影響を受けやすい従来の蛍光灯照明では点灯開始から照度安定までに時間を要するうえに、さらにモータの発熱が重なると照度がさらに低下し、安定した明るさを得ることが困難であった。
【０００６】
そこで、本発明では、上記の照明付き天井扇特有の機器内部の発熱を利用することで、課題の低減を図ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そして、この目的を達成するために、本発明の天井扇は、天井に係合可能な支柱部と、この支柱部の下部に備えたモータ部と、このモータ部により回転する羽根部と、前記モータ部の下部に設けた制御部と、この制御部の下部に設けた照明部からなり、前記モータ部の表面には、前記モータ部と周囲の温度差によって電力を発電する発電部を設け、前記制御部は前記発電部から供給された電力を利用して前記照明部へ供給することを特徴とした天井扇であり、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の天井扇によれば、天井に係合可能な支柱部と、この支柱部の下部に備えたモータ部と、このモータ部により回転する羽根部と、前記モータ部の下部に設けた制御部と、この制御部の下部に設けた照明部からなり、前記モータ部の表面には、前記モータ部と周囲の温度差によって電力を発電する発電部を設け、前記制御部は前記発電部から供給された電力を利用して前記照明部へ供給することで、モータの発熱により照明照度が低下しても発電部の電力を照明へ利用することにより、不足照度を補うことができるという効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１の天井扇風機の外観正面図
【図２】同天井扇風機の断面図
【図３】同天井扇風機の熱電変換素子の構成図
【図４】同天井扇風機の構成を示す斜視図
【図５】同天井扇風機のＬＥＤ基板部の平面図
【図６】同天井扇風機の補助照明部の点灯回路図
【図７】同天井扇風機の熱電変換素子の起電力と温度差との関係を示すグラフ
【図８】同天井扇風機の熱電変換素子の起電力と温度差の関係を示すグラフ
【図９】同天井扇風機のＬＥＤ照明照度と時間の関係を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の請求項１記載の天井扇風機は、天井に係合可能な支柱部と、この支柱部の下部に備えたモータ部と、このモータ部により回転する羽根部と、前記モータ部の下部に設けた制御部と、この制御部の下部に設けた照明部からなり、前記モータ部の表面には、前記モータ部と周囲の温度差によって電力を発電する発電部を設け、前記制御部は前記発電部から供給された電力を利用して前記照明部へ供給することで、モータの発熱により照明照度が低下しても発電部の電力を照明へ利用することにより、不足照度を補うことができるという効果を得ることができる。
【００１１】
また、前記照明部には、主照明と補助照明を備えた構成としてもよい。
これにより、照明の回路を主照明と補助照明に分けかつ発電部の電力を補助照明に使用することで、補助照明を任意に制御が可能になる。このように補助照明をユーザーが任意に制御することで、不足照度を調整することとなる。
【００１２】
また、照明部には、照度を検知し前記制御部にフィードバックする検知手段を備えたこ構成としてもよい。  これにより、常に照度を監視することで、一定の照度を下回った際に照度を制御することが可能になる。
【００１３】
また、照明部には、ＬＥＤを備えた構成としてもよい。これにより、少ない電力で照度の高い照明を実現することができ、発電効果をより高めることが可能になる。
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１５】
（実施の形態１）
図１に示すように、天井扇風機１は、支柱部２と、モータ部３と、羽根部４と、制御部５と、照明部６と、ケース部７と、パイプカバー９から構成している。
【００１６】
図２に示すように、支柱部２は、中空の棒形状で、上部には、天井に係合可能な吊下部８を有し、下部にはモータ部３が固定されている。支柱部２の周囲には、筒形状のパイプカバー９を備えている。
【００１７】
モータ部３は、アウターロータモーターで、固定子鉄心１０と、固定子巻線１１と、回転子１２と、発電部となる４個の熱電変換素子２５と、アルミの放熱フィン２４とから構成されている。図３に示すように、熱電変換素子２５は固定子鉄心１０の表面に吸熱面２７で面接続されており、また放熱面２６には放熱フィン２４が取り付けられている。この熱電変換素子２５はゼーベック効果を利用した発電素子であり、放熱面２６と吸熱面２７に温度差を与えると起電力が発生し、プラスリード２８とマイナスリード２９の間に電圧を発生させるものである。
【００１８】
羽根部４は、略長四角平板形状で、この略長四角平板形状の一方短辺側が支持部２３に着脱可能に設けられている。支持部２３は、モータ部３の周縁、つまり回転子１２に固定され、回転子１２とともに回転自在にモータ部３に設けられている。
【００１９】
制御部５は、図４に示すように、モータ部３の下部に設けられ、制御ケース部１３と、この制御ケース部１３内に設けられた制御基板部１４とから構成されている。またＰＣＢホルダー５０は制御基板部１４を固定しかつ制御ケース部１３を装着可能にしている。制御ケース部１３は、上部が開口した略椀形状で、下面には、下面から下方へ突出した突起部１３ａを備えている。制御基板部１４は、モータ３６、ＬＥＤ基板部１７、４個の熱電変換素子２５および天井裏からのびる電源電線２２と電気的に接続している。図６に示すように、制御基板部１４にはモータ３６やＬＥＤ基板部１７の主照明部３９へ電源を供給する電源回路部３５と、その電源回路部３５を制御するマイコン３７と、熱電変換素子２５で得られた起電力を補助照明部４０用の電源へと変換するための補助照明用制御回路３８で構成されている。
【００２０】
図４に示すように、照明部６は、照明下カバー１５と、照明上カバー１６と、ＬＥＤ基板部１７とから構成され、制御部５の下部に設けられ、下面から下方へ光を照らすものである。ケース部７は、モータ部３と、制御部５と、照明部６の少なくとも一部を覆う上面が開口した椀形状で、下部にも開口を有し、この開口から照明部６の一部が露出する。この露出部分から光を照らすものである。照明下カバー１５は、下部が閉塞した円形の筒形状で、制御部５とケース部７とに挟まれている。側面には、スリット状の開口部１５ａが設けられている。照明下カバー１５は、材質は、光透過性を有する樹脂材料で、１例として拡散材を含有したポリカーボネートである。この照明下カバー１５内に、照明上カバー１６が収められる。照明上カバー１６は、上部が閉塞した円形の筒形状で、照明下カバー１５と制御部５とに挟まれている。照明上カバー１６の上面は、制御部５の制御ケース部１３下面から下方へ突出した突起部１３ａに当たるものである。これにより、照明上カバー１６と制御部５との間には、空間部が設けられている。照明上カバー１６の材質は、金属で、１例としてアルミニウムであり、一体に形成している。この照明上カバー１６に、ＬＥＤ基板部１７が取り付けられている。
【００２１】
図５に示すように、ＬＥＤ基板部１７は複数の発光素子１８と１つの受信部１９で構成された主照明部３９と、補助用発光素子３０、３１、３２、３３および１つの照度センサー３４で構成された補助照明部４０で構成されている。主照明や補助照明に使用する発光素子の１例は、長方形の板形状のＬＥＤチップである。このＬＥＤチップが、受信部１９を中心として、放射状に複数個配置される。受信部１９は、ＬＥＤ基板部１７の中央に、ＬＥＤ基板部１７から下方へ所定の距離を有して設けられ、照明下カバー１５を介してリモコン６０から送信された信号を受信できるものである。この信号の１例は、赤外線によるものである。また補助照明部４０の照度センサー３４はセンサー周辺の明るさを検出し、その検出結果を制御基板部１４へフィードバックするものである。
【００２２】
次に天井扇風機１の動作について説明する。リモコン６０から送信された信号をＬＥＤ基板部１７の中央に設けられている受信部１９が受信し、天井扇のモータ部３を駆動させることで本体の、羽根部４が回転し風を送る。また、リモコン６０の照明用のボタンを押すことで照明用の信号を受信し、照明の点灯や消灯を行う。
【００２３】
本実施の形態１における天井扇風機の特徴は、熱電変換素子２５の吸熱面２７を固定子鉄心１０に密着させて固定子鉄心１０の熱を吸熱し、一方で放熱面２６を放熱フィン２４に密着させて放熱することで熱電変換素子２５に温度差を生じさせ補助用発光素子３０、３１、３２、３３用の電力を得ていることである。固定子鉄心１０はモータコイルに通電されることで磁界を生むと同時に渦電流損による発熱を生じるため、熱電変換素子２５はそれらを吸熱することで起電力を得ることが可能である。本実施の形態１の天井扇風機１では、モータ３６は５０ワットの出力を有しており、そのときの固定子鉄心１０の表面温度は最大で９０℃となる。一方で放熱フィン２４は天井扇のボディ外側に曝け出されているため、ファンが回転している間は発生する気流により常に空冷されつづけ、固定子鉄心１０との温度差を大きく取れるという効果を生むことができる。ここで大気中の温度を２５℃で一定とすると、放熱フィン２４表面は約３０℃、熱電変換素子２５の放熱面２６の温度は約３５℃で安定するものとし、放熱面２６と固定子鉄心１０間の最大温度差は約５５℃となる。実施の形態１の天井扇風機１では、図８に示すように、１個あたりの熱電変換素子２５の起電力は５５℃の温度差において約３０ｍＷであり、４個合計では１２０ｍＷの起電力が得られることになる。
【００２４】
次に、熱電変換素子２５で得られた起電力は、図７に示すように補助照明用制御回路３８に供給される。補助照明用制御回路３８はいわゆるＤＣ／ＤＣコンバータであり、得られた起電力を昇圧して補助用発光素子３０、３１、３２、３３用の電源電圧を作り出し、補助照明部４０へ供給する。ここで電源制御ＩＣ５６はマイコン３７で制御されることで、補助照明部４０への電源オン／オフが実行される。マイコン３７では、補助照明部４０に実装されている照度センサー３４によって主照明部３９周辺の明るさを常に監視しており、主照明部３９の照度が目標照度を下回った時には補助照明部４０への電源を供給するよう動作する。ここでは主照明部３９の発光素子１８が点灯時において、ＬＥＤ基板部１７上の照度が９０００ｌｘを下回ったときに補助照明部４０への電源供給を開始するよう動作するものとする。また補助照明部４０上の補助用発光素子３０、３１、３２、３３は定電流ダイオード４７〜５０で電流が制限されるため、電源が供給された時は一定の発光輝度が確保される。
【００２５】
照明の光源となる発光素子１８は、その点灯開始から時間の経過に伴い自己発熱による影響で発光効率が低下していく。すなわち主照明部３９全体の照度が低下することになる。図９には照明部６直下１．５ｍでの照度を時間の経過とともに記録したグラフを示す。図９に示すように、補助照明部４０の点灯がない場合は１時間後には初期照度に比べて約４０ｌｘの照度低下が起こり、さらに経過とともに低下しや約２５０ｌｘで安定する。一方、補助照明部４０の点灯がある場合は、照度センサー３４によってＬＥＤ基板部１７上の照度が９０００ｌｘ以下、すなわち１．５ｍの直下照度において２６０ｌｘ以下になったことを検知すると、補助用発光素子３０、３１、３２、３３を点灯させる。そうすることで１．５ｍの直下照度を２６０ｌｘで維持することができ、主照明部３９の照度の低下を補うことが可能となる。
【００２６】
上記の構成に示すように、本実施の形態１の天井扇風機では、モータ３６の固定子鉄心１０の発熱を熱電変換素子２５で起電力へと変換し、補助用発光素子３０、３１、３２、３３の電源を作り出すことが可能である。これにより、商用電源からの電力を無駄に消費することなく、かつ天井扇風機本体のサイズをコンパクトに維持したまま、照明用電源を得ることが可能となる。
【００２７】
また主照明部３９と補助照明部４０のように、補助用発光素子３０、３１、３２、３３の電源を分けて独立して制御可能にすることにより、意図した状況やタイミングで補助用発光素子３０、３１、３２、３３を点灯させることが可能な照明部６を得ることができる。
【００２８】
またＬＥＤ基板部１７上に照度センサー３４を設け主照明部３９の照度を監視することにより、補助用発光素子３０、３１、３２、３３を点灯させる状況やタイミングをマイコン３７で判断させることが可能となる。
【００２９】
また照明に用いる発光素子を照明で発光効率の高いＬＥＤを用いることで、省エネで熱電変換素子２５の少量の起電力でも照明を点灯可能な補助照明部４０を得ることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
以上のように本発明は、天井に係合可能な支柱部と、この支柱部の下部に備えたモータ部と、このモータ部により回転する羽根部と、前記モータ部の下部に設けた制御部と、この制御部の下部に設けた照明部からなり、前記モータ部の表面には、前記モータ部と周囲の温度差によって電力を発電する発電部を設けており、前記制御部は前記発電部から供給された電力を利用して前記照明部へ供給することを特徴としたものである。
【００３１】
すなわち、照明用の補助電源をモータの発熱部に備えたもので、照明付き天井扇風機の従来の課題であった内部発熱の上昇を逆に利用し、照明部の照度低減を抑制することができるものである。したがって、家庭用や事務所用などに適した小型の照明付き天井扇風機としての活躍が期待されるものである。
【符号の説明】
【００３２】
１      天井扇風機
２      支柱部
３      モータ部
４      羽根部
５      制御部
６      照明部
７      ケース部
９      パイプカバー
１０      固定子鉄心
１１      固定子巻線
１２      回転子
１３      制御ケース部
１３ａ    突起部
１４      制御基板部
１５      照明下カバー
１６      照明上カバー
１７      ＬＥＤ基板部
１８      発光素子
２２      電源電線
２３      支持部
２５      熱電変換素子
３０，３１，３２，３３    補助用発光素子
３４      照度センサー
４０      補助照明部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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