JP2000207933A - 植物栽培用の照明パネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 消費電力が少なく、しかも湿度が高い環境に
おいても耐久性が高い、植物栽培用の照明パネルを提供
する。 【解決手段】 ベース１と、そのベース１に密着した金
属薄板製の基板７と、その基板７上に配列された多数の
発光ダイオード８と、前記ベース１との間に空間Ｓをあ
けて配置されるカバー２と、ベース１とカバー２との間
に介在され、前記空間を外部に対して気密に維持するた
めのシール材とを備えており、前記空間Ｓに乾燥空気が
充填されると共に、枠材３内に乾燥剤５が収容されてい
る植物栽培用の照明パネルＡ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は植物栽培用の照明パ
ネルに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、野菜のハウス栽培などでは、
栽培時期を調節して商品価値が高いときに出荷できるよ
うにするため、蛍光灯などの照明を植物に当てて日照時
間を延ばすことがある。また、野菜の工場栽培などで
は、充分な栽培面積を確保するため、数段の棚に栽培槽
を積み上げ、各栽培槽に照明を当てて栽培することが行
われている。他方、発光する光の波長が比較的そろって
いること、発熱量が比較的少ないことから、発光ダイオ
ード（ＬＥＤ）を多数配列したパネルを植物の栽培用の
照明器具として使用することも提案されている（特開平
９−２７５７７９号公報など参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】蛍光灯などの伝統的な
照明器具の場合は、消費電力が大きく、そのためその電
気代が高くつくほか、発熱量が高いので冷房装置の消費
電力も大きくなる。他方、発光ダイオードを用いたパネ
ルの場合は、植物の栽培環境の湿度が高いため劣化しや
すく、耐久性が劣る問題がある。本発明は、消費電力が
少なく、しかも湿度が高い環境においても耐久性が高
い、植物栽培用の照明パネルを提供することを技術課題
としている。

【０００４】本発明の植物栽培用の照明パネルは、金属
製のベースと、そのベース上に配列された多数の発光ダ
イオードと、前記ベースとの間に空間をあけて配置され
る透光性のカバーと、ベースとカバーとの間に介在さ
れ、前記空間を外部に対して気密に維持するためのシー
ル材とを備えていることを特徴としている。このような
照明パネルでは、前記空間を真空状態にするのが好まし
い。さらに空間に乾燥空気を充填すると共に、その空間
内に乾燥剤を収容するようにしてもよい。また、窒素や
アルゴンガスなどの乾燥した不活性ガスを充填するよう
にしてもよい。さらに不活性ガスを充填した上で、空間
内に脱酸素剤および（または）乾燥剤を収容するように
してもよい。

【０００５】

【作用および発明の効果】本発明の照明パネルは、発光
ダイオードを光源としているので、蛍光灯などの伝統的
な光源に比して、使用電力が少なくて済む。また、発熱
量が少ないため、冷房設備の使用電力が少ない。さらに
植物の栽培に適した波長の光を多く含み、不適当な波長
の光を少なく含む発光ダイオードを選択することによ
り、植物の生長を助長することができる。

【０００６】また、発光ダイオードは、金属製のベース
と透光性を有するカバーの間の空間に収容されており、
その空間はシール材により気密にされているので、外部
から湿気が浸入しない。そのため、発光ダイオードの湿
気による劣化が少なく、耐久性が高い。なお空間が密封
されていることから、発光に伴う熱が蓄積しがちである
が、発光ダイオードは金属ベース上に配列されているの
で、発光に伴う発熱はベースを通して外部に放散され
る。そのため、空間内の熱の蓄積が比較的少ない。

【０００７】前記空間内を真空状態にした照明パネルに
おいては、外部からの湿気だけでなく、最初から空間内
に含まれる湿気もきわめて少ない。そのため、発光ダイ
オードは湿気による劣化から保護される。さらに空間内
の酸素もきわめて少ないため、酸化による劣化も少な
い。

【０００８】前記空間内に乾燥空気を充填し、さらに空
間内に乾燥剤を収容した照明パネルは、発光ダイオード
を長期間、湿気による劣化から保護することができる。
さらにこのものは、空気を充填ガスとして利用するの
で、製造が容易である。また、窒素やアルゴンガスなど
の不活性ガスを充填した照明パネルでは、発光ダイオー
ドが酸化による劣化から保護される。なお、不活性ガス
を充填すると共に、空間内に脱酸素剤や乾燥剤を収容す
る場合は、一層酸素や湿気から発光ダイオードを保護す
ることができ、耐久性が向上する。

【０００９】

【発明の実施の形態】つぎに図面を参照しながら本発明
の照明パネルの実施形態を説明する。図１は本発明の照
明パネルの一実施形態を示す一部切り欠き斜視図、図２
はその照明パネルの要部断面図、図３および図４はそれ
ぞれ本発明の照明パネルの他の実施形態を示す断面図、
図５は本発明の照明パネルを使用した栽培棚の一実施形
態を示す斜視図である。

【００１０】図１および図２に示す照明パネルＡは、ア
ルミニウムなどの熱伝導率が高い金属板からなるベース
１と、そのベース１と対向するように、間隔Ｈだけあけ
て配置されたガラス板製のカバー２とを備えている。ベ
ース１およびカバー２はそれぞれ矩形状であり、両者の
間には枠材３が介在されている。枠材３はたとえば金属
薄板を断面Ｃ字状に折り曲げて角パイプ状にしたもので
あり、内側に端部同士の合わせ目４がある。枠材３の内
部空間はその合わせ目４により、枠材３で囲まれる内側
の空間Ｓと連通している。内部枠材３の内部には、乾燥
剤５が充填されている。脱酸素剤を一緒に充填してもよ
い。なお枠材３は合成樹脂製であってもよい。

【００１１】ベース１とカバー２の大きさはとくに限定
されず、一辺が１０ｃｍ程度のものから５ｍ程度のもの
まで種々の大きさのものを使用しうる。しかし組立や運
送の容易さ、および効率のよさから、一辺５０ｃｍ〜２
ｍ程度、とくに１ｍ程度のものが好ましい。ベース１の
厚さは０．３〜３ｍｍ程度のものが好ましい。カバー２
の厚さは１〜５ｍｍ程度のものが好ましい。またベース
１とカバー２の間隔Ｈは、パネルの大きさによっても異
なるが、３〜２０ｍｍ程度が好ましく、とくに５〜１０
ｍｍ程度が一層好ましい。

【００１２】前記ベース１の内面側には、アルミニウム
薄板製などの基板７の表面に多数の発光ダイオード８を
配列した発光ユニット９が配列されている。基板７はベ
ース１に対し、熱伝導製が高いように、ロウ付けなどで
密着固定されている。基板７には多数の凹部１０が形成
され、各凹部１０に発光ダイオード８を動かないように
収容している。この凹部１０の内面は、反射面としても
機能する。発光ダイオード８の種類はとくに限定されな
いが、植物の光合成反応にもっとも利用効率が高い、ピ
ーク波長が６００ｎｍの赤色光が好ましい。基板７には
発光ダイオード８の配線がプリント配線などで直列ある
いは並列の配線パターンで形成されている。ただし別個
に線をつなぐなどで配線してもよい。各基板７同士の配
線は、互いに接続した上で、照明パネルＡのコーナー部
分などから外部に出し、後述するシーラントなどで密封
する。

【００１３】ベース１とカバー２の間の空間Ｓには、乾
燥空気が充填されている。枠材３の周囲には、シリコー
ンシーラントなどのシール材１１が充填されて、ベース
１とカバー２の間の空間Ｓを密封している。空間Ｓに乾
燥空気を充填する方法は、たとえばベース１、乾燥剤５
入りの枠材３、カバー２などを乾燥室内で組み立てるだ
けでよい。また、通常の空気であっても、合わせ目４を
通した乾燥剤５の作用で自然に乾燥空気となる。枠材３
とベース１あるいはカバー２とは、たとえば両面テープ
などで仮付けしておき、シール材１１を充填することに
より、全体を一体化すればよい。

【００１４】上記のように構成される照明パネルＡは、
たとえば図５に示す積層棚２１の各棚２２の上側に配置
し、各棚２２に栽培しようとする植物の栽培槽２３など
を配列する。それにより発光ダイオード８の光が植物に
照射され、水分や栄養分の供給、温度管理などと相まっ
て植物の生育を促し、効率的に収穫することができる。
その場合、栽培槽２３などが配置されている積層棚２１
を設置した室内は湿度が高い。しかし図２のように、発
光ダイオード８はベース１とカバー２の間に密封されて
おり、その内部は乾燥剤５で水分が吸収されるので、湿
度がきわめて低い。そのため、発光ダイオード８は湿気
による劣化から保護される。また発光ダイオード８は従
来の蛍光灯などよりは発熱量が少ないが、ある程度は発
光に伴って発熱し、照明パネルＡ内に熱が蓄積する。し
かしベース１の熱伝導製が高いので、熱は効率的に照明
パネルＡの上面側から外部に放熱される。そのため発光
ダイオード８は熱による劣化からも保護される。

【００１５】図２の照明パネルＡのベース１には、想像
線２５で示すように、放熱用のフィンを取り付けるよう
にしてもよい。このフィン２５はたとえばアルミニウム
などの熱伝導性が高い金属薄板をＣ字状に折り曲げたも
のなどで製造しうる。フィン２５には送風機などで空気
を送るのが好ましい。

【００１６】図３に示す照明パネルＢでは、乾燥剤を充
填した枠材に代えて、合成樹脂製の枠材２６を用いてい
る。したがってカバー２側からベース１側への熱伝導が
少ない。さらにこの照明パネルＢでは、ベース１の上面
に冷却水などの冷媒を通すための配管２７を密着配置し
ている。代替フロンなどのフロン系の冷媒やアルコール
などの冷媒を用いてもよく、冷風を配管２７内に通すよ
うにしてもよい。また、発光ダイオード８を配置した基
板７には凹部を設けず、平坦にしている。そのため、基
板７からベース１への熱伝導性が一層高い。このように
カバー２からベース１への熱伝導を少なくし、発光ダイ
オード８の熱の放散性を高め、冷媒用の配管２７を設け
て強制的にベース１を冷却することにより、発光ダイオ
ード８の温度管理を一層確実に行うことができる。それ
により発光ダイオード８が低温に維持されるので、効率
が高くなる。なお図５の棚２２をパイプ製とし、そのパ
イプを利用して冷媒を配管に送ることもできる。またダ
クトにより冷風を送る空冷式を採用することもできる。

【００１７】図４の照明パネルＣでは、発光ダイオード
８を直接ベース１に取り付けている。また枠材などの、
ベース１とカバー２の間に介在する枠材を省略してお
り、単にシール材１１で両者の間隔を維持するようにし
ている。比較的小型の照明パネルでは、このようにベー
スや枠材を省略することもできる。

【００１８】図１〜４の実施形態では、ベース１とカバ
ー２の間の空間Ｓに乾燥空気を充填しているが、それに
代えて、たとえば窒素ガス、アルゴンガスなどの不活性
ガスを充填してもよい。その場合は発光ダイオードの酸
化による劣化が低減する。その場合、また、空間Ｓをた
とえば０〜０．３ata 程度の真空状態にしてもよい。そ
の場合は酸素による劣化や湿気による劣化が少なくなる
ほか、カバー２側からの対流による熱伝導も少なくな
る。発光ダイオード８は通常のようにボンディングを含
めてエポキシ樹脂などの封止材で封止してもよい。しか
し空間Ｓに窒素ガスなどの不活性ガスを封入したり、真
空状態にしている場合は、封止材は不要であり、むしろ
合成樹脂の封止材がないほうが発光ダイオード８の耐久
性を向上させる場合がある。

【００１９】前述の照明パネルＡ〜Ｃでは、いずれも下
面側にガラス板製のカバー２を採用しているが、アクリ
ル板などの透明な合成樹脂板や、ガラスや合成樹脂板と
合成樹脂フィルムの積層体などのカバーを用いることも
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の照明パネルの一実施形態を示す一部
切り欠き斜視図である。

【図２】 その照明パネルの要部断面図である。

【図３】 本発明の照明パネルの他の実施形態を示す断
面図である。

【図４】 本発明の照明パネルの他の実施形態を示す断
面図である。

【図５】 本発明の照明パネルを使用した栽培棚の一実
施形態を示す斜視図である。

【符号の説明】

Ａ 照明パネル １ ベース ２ カバー ３ 枠材 ５ 乾燥剤 ７ 基板 ８ 発光ダイオード ９ 発光ユニット １０ 凹部 １１ シール材 Ｈ 間隔 Ｓ 空間 Ｂ 照明パネル ２１ 積層棚 ２２ 棚 ２３ 栽培槽 ２６ 枠材 ２７ 配管

フロントページの続き (72)発明者 内山 久和 静岡県袋井市川井1338番地の１ コスモプ ラント株式会社内 Ｆターム(参考） 2B022 AA03 DA01 DA19 3K014 AA01 NA01 RB09

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属製のベースと、そのベース上に配列
   された多数の発光ダイオードと、前記ベースとの間に空
   間をあけて配置される透光性のカバーと、ベースとカバ
   ーとの間に介在され、前記空間を外部に対して気密に維
   持するためのシール材とを備えている植物栽培用の照明
   パネル。
2. 【請求項２】 前記空間が真空状態にされている請求項
   １記載の照明パネル。
3. 【請求項３】 前記空間に乾燥空気が充填されると共
   に、前記空間内に乾燥剤が収容されている請求項１記載
   の照明パネル。
4. 【請求項４】 前記空間に乾燥した不活性ガスが充填さ
   れている請求項１記載の照明パネル。
5. 【請求項５】 前記空間内にさらに脱酸素剤および（ま
   たは）乾燥剤が収容されている請求項４記載の照明パネ
   ル。