JP5827460B2 - 照明装置および栽培システム - Google Patents

Description

本発明は、照明装置および栽培システムに関する。

従来より、人工光を利用した植物の水耕栽培システムが知られている。
図５は、本発明の従来例に係る栽培システム１０１の断面図である。この栽培システム１０１は、例えば、対向配置された一対の側板１０２と、これら一対の側板１０２に複数段設けられた棚板１０３と、を備える。
棚板１０３の上には、発泡スチロール製あるいはプラスチック製の栽培ベッド１０４が載置され、この栽培ベッド１０４には養液が収容されて、定植パネル１０５が設置される。各栽培ベッド１０４の直上の棚板１０３には、光源としての蛍光灯１０６が設置されて、この蛍光灯１０６により栽培ベッド１０４に光を照射する。

ここで、蛍光灯１０６から栽培ベッドの定植パネル１０５までの距離は、２５ｃｍ程度必要となる。
この理由は、以下の通りである。すなわち、蛍光灯の光は放射状に広がるため、光源から栽培ベッドまでの距離をある程度確保して、栽培ベッドの照度をできる限り一定にするためである。また、蛍光灯からの放射熱が大きいため、光源から栽培ベッドまでの距離をある程度確保して、植物の生育に与える影響を軽減するためである。
よって、棚板１０３同士の間隔は５０ｃｍ近くになり、栽培システムの高さを２００ｃｍとすると、最大で４段程度となる。

ところで、近年、栽培システムの空間の利用効率をさらに向上させることが要請されている。
そこで、光源として発光ダイオード（以降、ＬＥＤと呼ぶ）を利用することが提案されている。具体的には、ＬＥＤのチップを複数設けたＬＥＤパネルを用意し、このＬＥＤパネルに冷却水を強制的に循環させる（特許文献１参照）。

この特許文献１に示された栽培システムによれば、ＬＥＤパネルの放射熱量は蛍光灯の放射熱量よりも少ないうえに、冷却水によりＬＥＤパネルを冷却するので、栽培ベッドまでの距離を狭くしても、植物の生育に与える影響が少なくなる。
また、複数のＬＥＤを用いたので、ＬＥＤパネルが面発光に近い状態となるため、棚板から栽培ベッドまでの距離が狭くても、栽培ベッドの照度を均一にできる。
以上より、棚板同士の間隔を狭くできるので、栽培システムの空間の利用効率をさらに向上できる。

特開平９−９８６６５号公報

しかしながら、特許文献１に示された栽培システムでは、ＬＥＤパネルに冷却水を強制的に循環させるため、運転コストがかかる、という問題があった。

本発明は、運転コストを低減できる照明装置および栽培システムを提供することを目的とする。

請求項１に記載の照明装置は、箱状の筐体と、当該筐体の内部に設けられた発光ダイオードと、前記筐体の内部に設けられて前記発光ダイオードからの光を面状に拡散させる平板状の導光部と、を備え、前記発光ダイオードが前記導光部の側面に設けられた照明装置であって、棚板として栽培ベッドを支持可能であることを特徴とする。

請求項２に記載の栽培システムは、複数段の棚板と、前記棚板に載置された栽培ベッドとを有する栽培システムであって、前記棚板は、前記栽培ベッドを支持可能な照明装置であり、前記照明装置は、箱状の筐体と、当該筐体の内部に設けられた発光ダイオードと、前記筐体の内部に設けられて前記発光ダイオードからの光を下方に向かって面状に拡散させる平板状の導光部と、を備え、前記発光ダイオードは、前記導光部の側面に設けられており、前記栽培ベッドは、前記照明装置の上に直接敷かれた防水シートからなることを特徴とする。

この発明によれば、発光ダイオードおよび導光部を含んで棚板を構成し、この棚板の上に栽培ベッドを載置した。よって、発光ダイオードの熱は筐体を介して栽培ベッドに伝達され、この栽培ベッドからも放熱されるため、従来のように冷却水を強制的に循環させる必要がなく、運転コストを低減できる。

また、構造材である棚板自体に光源である発光ダイオードを組み込んだので、従来のように構造材である棚板の表面に光源を設けた場合に比べて、製造コストを削減できるうえに、棚板同士の間隔を狭くして、空間利用効率をより向上できる。

また、発光ダイオードからの光により導光部を面発光させたので、光源として蛍光灯を用いた場合に比べて、棚板から栽培ベッドまでの距離が狭くても、栽培ベッドの照度を均一にできる。さらに、発光ダイオードの放射熱量は蛍光灯の放射熱量よりも少ないため、光源として蛍光灯を用いた場合に比べて、棚板から栽培ベッドまでの距離を狭くできる。よって、棚板同士の間隔を狭くして、空間利用効率をより向上できる。
また、発光ダイオードの厚みは、蛍光灯の厚みよりも薄いため、棚板を薄型化できるから、棚板同士の間隔を狭くして、空間利用効率をより向上できる。

また、防水シートを用いて栽培ベッドを形成したので、従来に比べて、栽培ベッドの厚みを薄くできる。よって、棚板同士の間隔をさらに狭くして、空間利用効率をより向上できる。

本発明によれば、発光ダイオードおよび導光部を含んで棚板を構成し、この棚板の上に栽培ベッドを載置した。よって、発光ダイオードの熱は筐体を介して栽培ベッドに伝達され、この栽培ベッドからも放熱されるため、従来のように冷却水を強制的に循環させる必要がなく、運転コストを低減できる。

本発明の一実施形態に係る栽培システムの断面図である。 前記実施形態に係る栽培システムの照明装置の見上げ図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 図２のＢ−Ｂ断面図である。 従来例に係る栽培システムの断面図である。

図１は、本発明の一実施形態に係る栽培システム１の断面図である。
栽培システム１は、対向配置された一対の側板２と、これら一対の側板２に複数段設けられた照明装置および棚板としての光源パネル３と、を備える。
光源パネル３の上には、栽培ベッド４が載置され、この栽培ベッド４には養液が収容されて、定植パネル５が設置される。
栽培ベッド４は、防水シートを光源パネル３上に敷設して、上方が開放された箱状に折り曲げたものである。

図２は、光源パネル３の見上げ図である。図３は、図２のＡ−Ａ断面図であり、図４は、図２のＢ−Ｂ断面図である。
光源パネル３は、下方に向かって光を照射するものである。この光源パネル３は、箱状の筐体１０と、この筐体１０の内部に設けられた光源部２０と、筐体１０の内部に設けられて光源部２０からの光を下方に向かって面状に拡散させる平板状の導光部３０と、を備える。

筐体１０は、ステンレス、プラスチック、アルミなどで形成され、下方が開放された箱状のベース１１と、このベース１１の下面を覆うカバー１２と、を備える。
ベース１１は、平板状の板材の外周縁が下方に向かって折り曲げられて形成される。このベース１１には、補強用のリブ１３が形成され、これにより、剛性が確保されている。

カバー１２は、枠状の板材の外周縁が上方に向かって折り曲げられて形成される。カバー１２の外周縁には、断面略コの字形状の第１防水パッキン１４が嵌め込まれている。また、カバー１２の内周縁には、断面略コの字形状の第２防水パッキン１５が嵌め込まれている。

光源部２０は、光源としての棒状のＬＥＤ（発光ダイオード）２１と、このＬＥＤ２１を制御する制御基板２２と、筐体１０の内部に保持されて制御基板２２を保持する基板押え２３と、を備える。

制御基板２２と基板押え２３との間には、放熱テープ２４が介装されている。
また、基板押え２３とベース１１との間、および、基板押え２３とカバー１２との間には、放熱テープ２５、２６が介装されている。これにより、ＬＥＤ２１で発生した熱は、制御基板２２、放熱テープ２４、基板押え２３、および放熱テープ２５、２６を介して、筐体１０に伝達される。よって、ＬＥＤ２１で発生した熱が効率よく筐体１０に伝達される。

導光部３０は、矩形板状の導光板３１と、この導光板３１の下側に略平行に設けられた矩形板状の保護ガラス３２と、筐体１０の内部に設けられて導光板３１の四隅および保護ガラス３２の四隅を保持する４つの導光板押え３３と、を備える。

保護ガラス３２は、カバー１２に囲まれており、筐体１０から下方に露出している。
上述のＬＥＤ２１は、導光板３１の一側面に沿って延びている。また、導光板３１の保護ガラス３２側の部分には、拡散シート３４が設けられており、保護ガラス３２の反対側の部分には、反射シート３５が設けられている。これにより、導光板３１は、ＬＥＤ２１からの光を拡散させて、面状に発光する。
また、導光板３１と保護ガラス３２との間には、枠状のスペーサ３６が介装されている。このスペーサ３６により、導光板３１と保護ガラス３２との間隔が一定に保たれている。

ここで、カバー１２は、以下の手順で、ベース１１に取り付けられる。すなわち、カバー１２の外周縁および内周縁に防水パッキン１４、１５を嵌め込んでおき、この状態で、基板押え２３および導光板押え３３を挟み込んで、カバー１２をベース１１に固定する。
すると、第１防水パッキン１４がベース１１に強く押し付けられるから、第１防水パッキン１４とベース１１との隙間が確実に密閉される。
また、保護ガラス３２および導光板３１が導光板押え３３に保持されているので、第２防水パッキン１５が保護ガラス３２に強く押し付けられて、第２防水パッキン１５と保護ガラス３２との隙間が確実に密閉される。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）ＬＥＤ２１および導光板３１を含んで棚板である光源パネル３を構成し、この光源パネル３上に栽培ベッド４を載置した。よって、ＬＥＤ２１の熱は筐体１０を介して栽培ベッド４に伝達され、この栽培ベッド４からも放熱されるため、従来のように冷却水を強制的に循環させる必要がなく、運転コストを低減できる。

また、構造材である棚板自体に光源を組み込んだので、従来のように構造材である棚板の表面に光源を設けた場合に比べて、製造コストを削減できるうえに、棚板である光源パネル３同士の間隔を狭くして、空間利用効率をより向上できる。

ＬＥＤ２１からの光により導光板３１を面発光させたので、光源として蛍光灯を用いた場合に比べて、光源パネル３から栽培ベッド４までの距離が狭くても、栽培ベッド４の照度を均一にできる。さらに、ＬＥＤ２１の放射熱量は蛍光灯の放射熱量よりも少ないため、光源として蛍光灯を用いた場合に比べて、光源パネル３から栽培ベッド４までの距離を狭くできる。よって、光源パネル３同士の間隔を狭くして、空間利用効率をより向上できる。
また、ＬＥＤ２１の厚みは、蛍光灯の厚みよりも薄いため、棚板を薄型化できるから、棚板同士の間隔を狭くして、空間利用効率をより向上できる。

具体的には、光源パネル３の厚みを１．２ｃｍ程度、光源パネル３の下面から栽培ベッド４の定植パネル５までの距離を２０ｃｍ程度とし、光源パネル３同士の間隔を２５ｃｍ程度とすることができる。その結果、栽培システムの高さを２００ｃｍとすると、光源として蛍光灯を用いた場合では４段程度の栽培環境であったが、本発明によれば８段程度確保できることになる。
なお、栽培システム１により苗を生産する場合には、光源パネル３同士の間隔をさらに狭く設定することもできる。

（２）防水シートを用いて栽培ベッド４を形成したので、従来に比べて、栽培ベッドの厚みを薄くできる。よって、光源パネル３同士の間隔をさらに狭くして、空間利用効率をより向上できる。

（３）防水パッキン１４、１５により、水分が筐体１０の内部に浸入するのを確実に防止して、光源パネル３を防水、防湿構造とすることができる。

（４）筐体１０に補強用のリブ１３を設けたので、剛性が高くなり、光源パネル３で栽培ベッド４の重量を直接保持できる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

１…栽培システム
２…側板
３…光源パネル（棚板、照明装置）
４…栽培ベッド
５…定植パネル
１０…筐体
１１…ベース
１２…カバー
１３…リブ
１４…第１防水パッキン
１５…第２防水パッキン
２０…光源部
２１…ＬＥＤ（光源）
２２…制御基板
２３…基板押え
２４、２５、２６…放熱テープ
３０…導光部
３１…導光板
３２…保護ガラス
３３…導光板押え
３４…拡散シート
３５…反射シート
３６…スペーサ
１０１…栽培システム
１０２…側板
１０３…棚板
１０４…栽培ベッド
１０５…定植パネル
１０６…蛍光灯

Claims (2)

1. 箱状の筐体と、当該筐体の内部に設けられた発光ダイオードと、前記筐体の内部に設けられて前記発光ダイオードからの光を面状に拡散させる平板状の導光部と、を備え、前記発光ダイオードが前記導光部の側面に設けられた照明装置であって、
   棚板として栽培ベッドを支持可能であることを特徴とする照明装置。
2. 複数段の棚板と、
   前記棚板に載置された栽培ベッドとを有する栽培システムであって、
   前記棚板は、前記栽培ベッドを支持可能な照明装置であり、
   前記照明装置は、箱状の筐体と、当該筐体の内部に設けられた発光ダイオードと、前記筐体の内部に設けられて前記発光ダイオードからの光を下方に向かって面状に拡散させる平板状の導光部と、を備え、
   前記発光ダイオードは、前記導光部の側面に設けられており、
   前記栽培ベッドは、前記照明装置の上に直接敷かれた防水シートからなることを特徴とする栽培システム。

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