JP5597374B2

JP5597374B2 - Ｌｅｄ照明装置

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Publication number: JP5597374B2
Application number: JP2009204888A
Authority: JP
Inventors: 数男木村; 博之渡邊
Original assignee: TAMAGAWA ACADEMY & UNIVERSITY; Showa Denko Aluminum Trading KK
Current assignee: TAMAGAWA ACADEMY & UNIVERSITY; Showa Denko Aluminum Trading KK
Priority date: 2009-09-04
Filing date: 2009-09-04
Publication date: 2014-10-01
Anticipated expiration: 2029-09-04
Also published as: JP2011054529A

Description

本発明は、例えば植物栽培工場、トンネル等の道路、スタジアム、スタジオ、あるいはまた劇場などの照明に用いられる高耐久性を有するＬＥＤ照明装置に関するものである。

従来、例えば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、近年発展が著しい植物栽培工場（以下、植物工場という）において従来用いられている伝統的な蛍光灯や高圧ナトリウムランプなどの照明器具の場合は、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（ＬＥＤ）を用いた照明パネルの場合は、ＬＥＤの発熱のために、また植物の栽培環境の湿度が高いために、ＬＥＤが劣化しやすく、耐久性に劣るという問題があった。

下記の特許文献１には、ＬＥＤ等の光半導体の光源を利用した植物栽培装置であって、熱冷媒を用いた強制冷却装置を備えたパネル状の光半導体からなる光源を、植物栽培面に近接させて設置した植物栽培装置が開示されている。また、その光半導体光源を重層して設置した多段式植物栽培装置が記載されており、消費電力が少なく、しかも湿度が高い環境においても使用可能な植物栽培用の照明パネルが開示されている。

また、下記の特許文献２には、金属製のベースと、そのベースに密着した金属薄板製の基板と、その基板上に配列された多数の発光ダイオードと、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、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、空間に乾燥空気が充填されると共に、枠材内に乾燥剤が収容されている植物栽培用の照明パネルが開示されている。

下記の特許文献３には、放熱部の平坦面にＬＥＤ取付孔が穿設された絶縁層が接合され、絶縁層上に配線パターンを有する配線部が設けられているＬＥＤ用基板が開示されている。また、ＬＥＤ用基板のＬＥＤ取付孔内において、放熱部上にＬＥＤチップが実装され、該ＬＥＤチップが配線部に電気的に接続されているＬＥＤパッケージが記載されている。

特開平９−９８６６５号公報特開２０００−２０７９３３号公報特開２００６−３３９２２４号公報

しかしながら、上記特許文献１〜３のいずれの従来の植物工場用ＬＥＤ照明装置によっても、ＬＥＤチップの発熱と湿度によるＬＥＤの寿命劣化、および輝度劣化で、寿命が数ヶ月と短い場合が多く、実験レベルでは使用されているが、まだ実用化には課題が多く、実用に至っていないという問題があった。

本発明の目的は、上記の従来技術の問題を解決し、ＬＥＤ光源による発熱を速やかに放散することができて、ＬＥＤ光源の温度上昇を数度の範囲に止めることができ、しかも植物工場などの高い湿度環境からＬＥＤ光源を充分に隔離することができて、ＬＥＤ光源の寿命劣化および輝度劣化を防止することができ、高耐久性を有するために、充分に実用化を果たすことができ、さらに、その製造が容易であるために、量産が可能であり、市場に安価に供給することができる、高耐久性を有するＬＥＤ照明装置を提供しようとすることにある。

上記の目的を達成するために、請求項１のＬＥＤ照明装置の発明は、平面よりみて略方形のアルミニウム製の冷却パネルの片面に、多数の発光ダイオード（ＬＥＤ）チップを具備するＬＥＤ発光ユニットが取り付けられ、該ＬＥＤ発光ユニットのＬＥＤチップをそれぞれ囲むようにリフレクタが取り付けられ、冷却パネルの左右両側縁寄り部分および前後両側縁寄り部分に、それぞれスペーサが一次シール材を介して接合され、冷却パネルのＬＥＤチップ取付面に対向するように透光板が配置されて、透光板の左右両側縁寄り部分および前後両側縁寄り部分が、それぞれ上記各スペーサに一次シール材を介して接合され、各スペーサの外側において、冷却パネルの側縁部と透光板の側縁部との間に形成された空隙部に二次シール材が、冷却パネルおよび透光板の全周にわたって充填され、冷却パネルの左右両側縁部、透光板の左右両側縁部、および左右両二次シール材に、チャンネル形の左右側枠部材がそれぞれ嵌被せ状に取り付けられ、冷却パネルおよび透光板の前後両端部において前後二次シール材を覆う蓋材が取り付けられており、各側枠部材の上壁部の内側縁部には、横断面円弧状の下方嵌合凸部の全長にわたって設けられ、これに対応して冷却パネルの平板状放熱基部の左右両側縁部が薄肉となされているとともに、これらの薄肉の左右両側縁部のそれぞれ内側縁部に横断面円弧状の嵌合凹部が設けられ、これらの嵌合凹部に、左右側枠部材の上壁部内側縁部の横断面円弧状の下方係合凸部がそれぞれ嵌め込まれ、さらに冷却パネルの平板状放熱基部の下面に、多数の発光ダイオードＬＥＤチップを具備するＬＥＤ発光ユニットが、左右２列に取り付けられていることを特徴としている。

請求項２の発明は、請求項１に記載のＬＥＤ照明装置でニウム中空押出形材製の冷却パネルの中空部に、銅製通水管が拡管されて挿通されていることを特徴としている。

上記請求項１および２のうちのいずれか一項に記載のＬＥＤ照明装置は、植物栽培工場、道路（トンネル内を含む）、スタジアム、スタジオ、あるいはまた劇場の照明として使用されるものである。

請求項１の発明は、平面よりみて略方形のアルミニウム製の冷却パネルの片面に、多数の発光ダイオード（ＬＥＤ）チップを具備するＬＥＤ発光ユニットが取り付けられ、該ＬＥＤ発光ユニットのＬＥＤチップをそれぞれ囲むようにリフレクタが取り付けられ、冷却パネルの左右両側縁寄り部分および前後両側縁寄り部分に、それぞれスペーサが一次シール材を介して接合され、冷却パネルのＬＥＤチップ取付面に対向するように透光板が配置されて、透光板の左右両側縁寄り部分および前後両側縁寄り部分が、それぞれ上記各スペーサに一次シール材を介して接合され、各スペーサの外側において、冷却パネルの側縁部と透光板の側縁部との間に形成された空隙部に二次シール材が、冷却パネルおよび透光板の全周にわたって充填され、冷却パネルの左右両側縁部、透光板の左右両側縁部、および左右両二次シール材に、チャンネル形の左右側枠部材がそれぞれ嵌被せ状に取り付けられ、冷却パネルおよび透光板の前後両端部において前後二次シール材を覆う蓋材が取り付けられているもので、請求項１の発明によれば、ＬＥＤ光源による発熱を速やかに放散することができて、ＬＥＤ光源の温度上昇を数度の範囲に止めることができ、しかも例えば植物工場内での高い湿度環境からＬＥＤ光源を充分に隔離することができて、ＬＥＤ光源の寿命劣化および輝度劣化を防止することができ、高耐久性を有するために、充分に実用化を果たすことができ、さらに、ＬＥＤ照明装置の製造が容易であるために、量産が可能であり、市場に安価に供給することができる。
また、請求項１の発明のＬＥＤ照明装置によれば、冷却パネルの左右両側縁部、透光板の左右両側縁部、および左右両二次シール材のいわゆる長辺側を、チャンネル形の左右側枠部材で挟み込んでいるため、例えばガラス板等よりなる透光板の自重による接着力の低下を、確実に防止することができて、ガラス板等よりなる透光板の落下を防止することができるとともに、例えばガラス板等よりなる透光板の縁部で、手を切らないよう保護することができるという効果を奏する。

また、請求項１の発明によれば、ＬＥＤ光源による発熱を、水等の冷却用流体によって速やかに放散することができて、ＬＥＤ光源の温度上昇を数度の範囲に止めることができ、ＬＥＤ光源の寿命劣化および輝度劣化を防止することができるという効果を奏する。
また、請求項１の発明によれば、各側枠部材の上壁部の内側縁部には、横断面円弧状の下方嵌合凸部の全長にわたって設けられ、これに対応して冷却パネルの平板状放熱基部の左右両側縁部が薄肉となされているとともに、これらの薄肉の左右両側縁部のそれぞれ内側縁部に横断面円弧状の嵌合凹部が設けられ、これらの嵌合凹部に、左右側枠部材の上壁部内側縁部の横断面円弧状の下方嵌合凸部がそれぞれ嵌め込まれるので、左右側枠部材を嵌合作業のみによって組付け得るという効果を奏する。
さらに、冷却パネルの平板状放熱基部の下面に、多数の発光ダイオードＬＥＤチップを具備するＬＥＤ発光ユニットが、左右２列に取り付けられているので、放熱効果が優れている。

請求項２の発明によれば、ＬＥＤ光源による発熱を、水等の冷却用流体によって速やかに放散することができて、ＬＥＤ光源の温度上昇を数度の範囲に止めることができ、ＬＥＤ光源の寿命劣化および輝度劣化を防止することができるという効果を奏する。

そして、上記請求項１および２のいずれかに記載のＬＥＤ照明装置は高耐久性を有するために、植物栽培工場、道路（トンネル内を含む）、スタジアム、スタジオ、あるいはまた劇場の照明のような高耐久性が要求される照明として充分に実用化されるものである。

本発明のＬＥＤ照明装置の一実施形態を示す底面図である。同側面図である。図１のＬＥＤ照明装置の拡大横断面図である。同要部拡大縦断面図である。本発明のＬＥＤ照明装置のＬＥＤチップの取付部分を示す要部拡大断面図である。図１のＬＥＤ照明装置のスペーサの組み合わせを説明するための拡大分解平面図である。図７ａは、同ＬＥＤ照明装置の端部蓋材の正面図、図７ｂは、同側面図である。

つぎに、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

図１〜図４を参照すると、本発明による例えば植物栽培工場において用いられるＬＥＤ照明装置（１）において、平面よりみて略方形のアルミニウム中空押出形材製の冷却パネル（２）は、平板状の放熱基部（３）と、これの幅手方向中央部の上面に一体に設けられた中空部（４）とよりなり、その中空部（４）に銅製通水管（６）が挿通され、拡管されて固定されている。

そして、冷却パネル（２）の平板状放熱基部（３）の下面に、多数の発光ダイオード（ＬＥＤ）チップ（１１）を具備するＬＥＤ発光ユニット（１０）が、左右２列に取り付けられている。該ＬＥＤ発光ユニット（１０）のＬＥＤチップ（１１）をそれぞれ囲むように、鏡面反射部（１２ａ）を有する二次リフレクタ（１２）が取り付けられている。

冷却パネル（２）の銅製通水管（６）内を流通する冷却水によって、冷却パネル（２）の平板状放熱基部（３）の下面に取り付けられた光源としての多数のＬＥＤチップ（１１）を冷却し、ＬＥＤチップ（１１）の発熱がおさえられるようになされている。

冷却パネル（２）の周縁寄り部分、すなわち冷却パネル（２）の平板状放熱基部（３）の左右両側縁寄り部分および前後両側縁寄り部分の下面に、それぞれ横断面略方形のアルミニウム中空押出形材製スペーサ（７）の上面が、接着シールテープよりなる一次シール材（３０）を介して接合されている。

冷却パネル（２）のＬＥＤチップ取付面に対向するように、ガラス板、あるいはまたポリカーボネート樹脂等の合成樹脂板よりなる透光板（８）が配置されて、透光板（８）の周縁寄り部分、すなわち透光板（８）の左右両側縁寄り部分および前後両側縁寄り部分が、それぞれ上記各スペーサ（７）の下面に接着シールテープよりなる一次シール材（３０）を介して接合されている。

ここで、図５を参照すると、多数のＬＥＤチップ（１１）を具備するＬＥＤ発光ユニット（１０）は、発熱元であるＬＥＤ光源を、従来の砲弾型や面実装パッケージではなく、アルミニウムや銅等の金属平板からなる放熱基板（２０）の上にＬＥＤチップ（１１）を直接実装するいわゆるチップオンボード（ＣＯＢ）を用いて、ＬＥＤの発熱を背面に効率よく伝えるものとなされている。

なお、図５は、理解を容易にするために、ＬＥＤ発光ユニット（１０）の使用状態とは、上下逆に図示されている。

同図に示すように、具体的には、ＬＥＤ発光ユニット（１０）は、つぎの構成を有するものである。すなわち、アルミニウムや銅等の金属平板からなる放熱基板（２０）の表面に絶縁層（２１）が接着層（２３）を介して積層され、この絶縁層（２１）上に配線パターンに形成された銅箔からなる配線部（２２）が積層されて、配線板（２４）が形成されている。この配線板（２４）に、逆テーパ状のＬＥＤ取付孔（２５）が所定間隔おきに所要数穿設されて、各ＬＥＤ取付孔（２５）の内周面に、白色高反射面を有する環状の一次リフレクタ（反射部材）（２６）が設けられている。

このＬＥＤ発光ユニット（１０）の各ＬＥＤ取付孔（２５）の底部、すなわち放熱基板（２０）上にＬＥＤチップ（１１）が実装され、ＬＥＤチップ（１１）はボンディングワイヤ（２７）を介して配線部（２２）に電気的に接続されている。また、配線板（２４）の各ＬＥＤ取付孔（２５）内は、ＬＥＤチップ（１１）およびボンディングワイヤ（２７）を覆うように、透明な封止樹脂（２８）が充填されて封止されている。

なお、ＬＥＤチップ（１１）の接合には、例えば、シリコン系接着剤、銀ペーストなどが用いられ、封止樹脂（２８）には、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂等が用いられる。また、ＬＥＤチップ（１１）の種類も何ら限定されず、任意のＬＥＤチップを用いることができる。例えば、サファイヤ基板上に窒化ガリウム系の発光部を形成したＬＥＤチップを挙示できる。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６６０ｎｍの赤色光が好ましい。

上記ＬＥＤ発光ユニット（１０）は、ＬＥＤチップ（１１）が絶縁層を介することなく直接放熱基板（２０）に実装されているため、ＬＥＤチップ（１１）で発生した熱が速やかに放熱基板（２０）に吸熱され放熱される。ＬＥＤ発光ユニット（１０）は、放熱基板（２０）の平坦面を何ら加工することなく、配線板（２４）を形成したものであるから、製造工程が簡単であり生産性が良い。また、放熱基板（２０）に凹所や突出部を形成するための加工が不要であるため、既存の各種金属板を利用することができ、ＬＥＤチップ（１１）の接合性も良い。

なお、配線板（２４）の厚さをＬＥＤチップ（１１）の厚さよりも薄くすることにより、光を効率良く下方に取り出すことができるので、好ましい。

ここで、ＬＥＤ発光ユニット（１０）は、冷却パネル（２）の下面に、隣り合うＬＥＤチップ（１１）間において例えばビス（１９）により取り付けられている（図４参照）。

また、図６にスペーサ（７）の組み立ての詳細が示されている。同図を参照すると、平面よりみて縦長の略長方形を有するアルミニウム押出形材製冷却パネル（２）の周縁寄り部分、すなわち冷却パネル（２）の左右両側縁寄り部分および前後両側縁寄り部分に配置されるスペーサ（７）は、横断面略方形のアルミニウム中空押出形材よりなるものであり、２本の縦材と２本の横材が方形に組まれていて、４つの合成樹脂製のコーナー部材（１６）によってコーナー部分で接続されている。各コーナー部材（１６）は、互いに接続される２本のスペーサ（７）のうちの一方のスペーサ（７）の中空部に差し込まれる第１差込み部（１６ａ）と、他方のスペーサ（７）の中空部に差し込まれる第１差込み部（１６ｂ）と、これらを連結する平面よりみて略扇形の中間連結部（１６ｃ）とによって構成されている。

そして、４つのコーナー部材（１６）によって平面よりみて略方形に組まれた各スペーサ（７）の上面が、接着シールテープよりなる一次シール材（３０）を介して冷却パネル（２）の周縁寄り部分に接合されている。なお、各スペーサ（７）の内側壁部には多数の通気用貫通孔（１７）があけられており、また後述するように、各スペーサ（７）の内部には、モレキュラーシーブ等の吸湿剤（１８）が充填されている。

図３と図４に詳しく示すように、各スペーサ（７）の外側において、冷却パネル（２）の側縁部と透光板（８）の側縁部との間に形成された空隙部に二次シール材（９）が、冷却パネル（２）および透光板（８）の全周にわたって充填されている。

上記の横断面略方形の各スペーサ（７）の外壁部の上下両側縁部には、面取り凹部（７ａ）（７ａ）が全長にわたって設けられていて、後述する各二次シール材（９）の上下両側縁の内方凸部（９ａ）（９ａ）が嵌め入れられるようになされている。

そして、冷却パネル（２）と透光板（８）の左右両側縁部、およびこれらの中間の左右両二次シール材（９）（９）に、アルミニウム押出形材製のチャンネル形の左右側枠部材（１３）（１３）がそれぞれ嵌被せ状に取り付けられている。

ここで、チャンネル形の各側枠部材（１３）は、上壁部（１３ａ）および下壁部（１３ｂ）と、これらの中間の垂直壁部（１３ｃ）とによって構成されて、横断面略コ形を有している。なお、各側枠部材（１３）の垂直壁部（１３ｃ）の高さの中央部には、横断面略Ｃ形のビスねじ込み用内方凸条（１３ｄ）が、側枠部材（１３）の全長にわたって設けられている。

また、各側枠部材（１３）の上壁部（１３ａ）の内側縁部には、横断面円弧状の下方嵌合凸部（１５）が、側枠部材（１３）の全長にわたって設けられている。これに対応して、冷却パネル（２）の平板状放熱基部（３）の左右両側縁部（３ａ）（３ｂ）が薄肉となされているとともに、これらの薄肉の左右両側縁部（３ａ）（３ｂ）のそれぞれ内側縁部に、横断面円弧状の嵌合凹部（５）（５）が設けられていて、これらの嵌合凹部（５）（５）に、左右側枠部材（１３）（１３）の上壁部（１３ａ）（１３ａ）内側縁部の横断面円弧状の下方嵌合凸部（１５）（１５）がそれぞれ嵌め込まれることにより、チャンネル形の左右側枠部材（１３）（１３）によって、冷却パネル（２）と透光板（８）の左右両側縁部、およびこれらの中間の左右両二次シール材（９）（９）とが、しっかりと抱き止められているものである。

なお、チャンネル形の各側枠部材（１３）をそれぞれ嵌め被せる際には、二次シール材（９）が軟らかい状態であることが望ましい。このとき、各側枠部材（１３）の垂直壁部（１３ｃ）の高さの中央部に設けられている横断面略Ｃ形のビスねじ込み用内方凸条（１３ｄ）が、軟らかい状態の二次シール材（９）に押し込まれ、これによって二次シール材（９）が、各側枠部材（１３）の垂直壁部（１３ｃ）とこれの内側のスペーサ（７）とで挟圧されて、二次シール材（９）の高さの中央部分が変形するとともに、二次シール材（９）の上下両側縁部に内方凸部（９ａ）（９ａ）がそれぞれ形成され、これらの内方凸部（９ａ）（９ａ）がスペーサ（７）の上下両面取り凹部（７ａ）（７ａ）に入り込み、その後、二次シール材（９）が硬化することにより、より一層確実なシールが果たされるようになされている。

一方、図４と図７に示すように、冷却パネル（２）および透光板（８）の前後両端部には、前後二次シール材（９）（９）を覆う側面よりみて略Ｌ形のアルミニウム押出形材製の蓋材（１４）（１４）が取り付けられている。

ここで、各蓋材（１４）は、垂直壁部（１４ａ）とこれの下端部に連設された水平部（１４ｂ）とによって構成されており、その垂直壁部（１４ａ）の左右両端寄り部分にタッピンねじ挿通用貫通孔（３１）（３１）があけられている。

そして、前後両蓋材（１４）（１４）が、これらの水平部（１４ｂ）（１４ｂ）を外側にして、前後二次シール材（９）（９）をそれぞれ覆うように配置され、これらの垂直壁部（１４ａ）（１４ａ）の左右両端寄り部分の貫通孔（３１）（３１）にタッピンねじ（３７）（３７）（図８ｆ参照）が挿通されて、タッピンねじ（３７）（３７）の先端部が左右両側枠部材（１３）（１３）の横断面略Ｃ形のビスねじ込み用内方凸条（１３ｄ）（１３ｄ）の前後両端部にそれぞれねじ込まれることにより、前後両蓋材（１４）（１４）と左右両側枠部材（１３）（１３）とが、二次シール材（９）（９）を内側にして、しっかりと結合されるものである。

なお、これらの前後両蓋材（１４）（１４）の取付けも、二次シール材（９）（９）が軟らかい状態で行なうことが望ましい。すなわち、上記チャンネル形の各側枠部材（１３）の嵌め被せ作業の場合と同様に、前後両蓋材（１４）（１４）の取付けの際、前後両蓋材（１４）（１４）とこれらの内側のスペーサ（７）（７）とによって、二次シール材（９）（９）がそれぞれ挟圧されることにより、各シール材（９）が変形して、各二次シール材（９）の上下両側縁部に内方凸部（９ａ）（９ａ）がそれぞれ形成され、これらの内方凸部（９ａ）（９ａ）がスペーサ（７）の上下両面取り凹部（７ａ）（７ａ）に入り込み、その後、二次シール材（９）が硬化することにより、より一層確実なシールが果たされるようになされている。

冷却パネル（２）の周縁寄り部分に配置されたアルミニウム中空押出形材製の各スペーサ（７）の内部には、モレキュラーシーブ等の吸湿剤（１８）が充填され、かつ各スペーサ（７）の内側壁部に多数の通気用貫通孔（１７）があけられていて、ＬＥＤ照明装置（１）内部のＬＥＤチップ（１１）が収められた空間部を、常に乾燥状態に保持するようになされている。

弧状の下方係合凸部（１５）（１５）がそれぞれ嵌め込まれることにより、チャンネル形の左右側枠部材（１３）（１３）によって、冷却パネル（３２）と透光板（８）の左右両側縁部、およびこれらの中間の左右両二次シール材（９）（９）とが、しっかりと抱き止められている。

つぎに、本発明による例えば植物栽培工場において用いられるＬＥＤ照明装置（１）の性能を確認するために、下記の実験を行なった。

図１〜図５に示すように、本発明によるＬＥＤ照明装置（１）は、平面よりみて略方形のアルミニウム中空押出形材製の冷却パネル（２）の片面に、多数の発光ダイオード（ＬＥＤ）チップ（１１）を具備するＬＥＤ発光ユニット（１０）が取り付けられ、該ＬＥＤ発光ユニット（１０）のＬＥＤチップ（１１）をそれぞれ囲むように二次リフレクタ（１２）が取り付けられている。そして、冷却パネル（２）の周縁寄り部分、すなわち左右両側縁寄り部分および前後両側縁寄り部分に、それぞれアルミニウム中空押出形材製のスペーサ（７）が一次シール材（３０）を介して接合されている。冷却パネル（２）のＬＥＤチップ取付面に対向するようにガラス板よりなる透光板（８）が配置されて、透光板（８）の左右両側縁寄り部分および前後両側縁寄り部分が、それぞれ上記各スペーサ（７）に一次シール材（３０）を介して接合され、各スペーサ（７）の外側において、冷却パネル（２）の側縁部と透光板（８）の側縁部との間に形成された空隙部に二次シール材（９）が、冷却パネル（２）および透光板（８）の全周にわたって充填されている。さらに、冷却パネル（２）の左右両側縁部、透光板（８）の左右両側縁部、および左右両二次シール材（９）（９）に、チャンネル形のアルミニウム押出形材製の左右側枠部材（１３）（１３）がそれぞれ嵌被せ状に取り付けられ、冷却パネル（２）および透光板（８）の前後両端部において前後二次シール材（９）（９）を覆うアルミニウム押出形材製の蓋材（１４）（１４）が取り付けられているものである。

ここで、本発明によるＬＥＤ照明装置（１）の寸法を、高さ３４．７ｍｍ×幅１３０ｍｍ×長さ１１５０ｍｍとした。

つぎに、ＬＥＤ光源として、幅１５ｍｍ×長さ１６０ｍｍのＬＥＤ発光ユニット（１０）を使用した。各ＬＥＤ発光ユニット（１０）には、６箇所のＬＥＤチップ（ＬＥＤ搭載部）（１１）を設け、各ＬＥＤチップ（ＬＥＤ搭載部）（１１）には、ＬＥＤを３個づつ搭載した。

そして、冷却パネル（２）の平板状放熱基部（３）の下面に、このＬＥＤ発光ユニット（１０）を、１列７枚×２列で、合計１４枚使用した。従って、ＬＥＤ総数は、２５２個であった。

ここで、ＬＥＤチップ（１１）の仕様は、昭和電工株式会社製、商品名ＨＲＰ−３５０Ｆ、赤色波長６６０ｎｍである。

上記本発明によるＬＥＤ照明装置（１）において、一次シール材（３０）としては、厚み１ｍｍ×幅３ｍｍのポリイソブチル接着テープを使用した。また二次シール材（９）としては、ポリサルファイドポリマー（商品名チオコールＬＰ、東レ株式会社製）を使用し、図３と図４に示すように、各スペーサ（７）の外側において、冷却パネル（２）の側縁部と透光板（８）の側縁部との間に形成された空隙部に、半練り状の二次シール材（９）を充填した。

また、各スペーサ（７）の内部には、モレキュラーシーブ（商品名ＭＯＬＳＩＶＤＳ２０００、ユニオン昭和株式会社製）よりなる吸湿剤（１８）を充填した。

上記の本発明によるＬＥＤ照明装置（１）に、ＤＣ２２Ｖの電流を、ＬＥＤチップ（１１）の１つあたり、約６０ｍＡの電流が流れるように電気回路を構成した。

実験室の室温は２５℃とし、冷却パネル（２）の銅製通水管（６）内を流通する冷却水の水温を、１９℃と一定に制御した。

つぎに、本発明によるＬＥＤ照明装置（１）を用いて、実際の点灯試験を連続して実施し、ＬＥＤ発光ユニット（１０）のＬＥＤチップ（１１）のジャンクション温度、すなわち、ＬＥＤチップ温度を測定した。

なお、測定にあたり、事前に、ＬＥＤチップ（１１）を搭載したＬＥＤ発光ユニット（１０）を恒温層（図示略）に入れて、５℃から約６０℃までの各温度で、ＬＥＤ発光ユニット（１０）とＬＥＤチップ（１１）の全体の温度が、恒温層の温度と同じ温度になるまで一定時間保持する。保持後、極短時間に極微少電流を流した時のＬＥＤチップ（１１）の電圧（Ｖｆ）と、恒温層の温度との関係を調べて、校正曲線を求めておいた。この校正曲線は、非常にいい相関性のある直線関係が求められた。

こうして、本発明によるＬＥＤ照明装置（１）の実際の点灯試験中に、ＬＥＤ照明装置（１）全体の温度が定常状態になった時点で、ＬＥＤ過度熱抵抗測定器を用いて、極微少電流を流してＬＥＤチップ（１１）の電圧（Ｖｆ）を測定し、校正曲線より、ＬＥＤチップ（１１）の温度を求めた。

ここで、冷却パネル（２）の銅製通水管（６）内を流通する冷却水の流量を、０Ｌ／ｍｉｎ（水冷無し）、１Ｌ／ｍｉｎ、２Ｌ／ｍｉｎの３つの条件を実施した。

この結果、ＬＥＤチップ（１１）のジャンクション温度は、冷却水流量：０Ｌ／ｍｉｎ（水冷無し）で、３９．６℃、冷却水流量：１Ｌ／ｍｉｎで、２９．４℃、冷却水流量：２Ｌ／ｍｉｎで、２８．５℃であった。

ここで、実験室の室温は２５℃であるので、ＬＥＤチップ（１１）自体の上昇温度は、冷却水流量：０Ｌ／ｍｉｎ（水冷無し）で、１４．６℃、冷却水流量：１Ｌ／ｍｉｎで、４．４℃、冷却水流量：２Ｌ／ｍｉｎで、３．５℃であった。

このような本発明のＬＥＤ照明装置（１）によれば、ＬＥＤチップ（１１）自体の上昇温度は、従来のＬＥＤを用いた照明器具に比較して、１０分の１に下がっているものであり、本発明のＬＥＤ照明装置（１）によれば、ＬＥＤ光源の大幅寿命延長、およびＬＥＤ光源の輝度劣化軽減に、大きく寄与することがわかった。

本発明による上記実施例のＬＥＤ照明装置（１）によれば、２００ｍｍ離れた位置で約３００μｍｏｌ／ｍ^２・ｓの光エネルギー（光量子量）を確保することができ、植物栽培用光源として、蛍光灯の約１６０μｍｏｌ／ｍ^２・ｓの約２倍のエネルギー量の照射が可能である。なお、投入電力を増やせば、ＬＥＤ照明装置（１）より照射する光エネルギー（光量子量）をさらに高くすることができる。また、光量子量は、ＬＥＤ発光ユニット（１０）の構造や、二次リフレクタ（１２）の構造によっても、増大させることができる。

１：ＬＥＤ照明装置
２：アルミニウム中空押出形材製の冷却パネル
３：平板状の放熱基部
４：中空部
５：横断面円弧状の嵌合凹部
６：銅製通水管
７：アルミニウム中空押出形材製スペーサ
８：ガラス板等よりなる透光板
９：二次シール材
１０：ＬＥＤ取付ユニット
１１：ＬＥＤチップ
１２：二次リフレクタ
１２ａ：鏡面反射部
１３：チャンネル形の左右側枠部材
３０：一次シール材

Claims

平面よりみて略方形のアルミニウム製の冷却パネルの片面に、多数の発光ダイオード（ＬＥＤ）チップを具備するＬＥＤ発光ユニットが取り付けられ、該ＬＥＤ発光ユニットのＬＥＤチップをそれぞれ囲むようにリフレクタが取り付けられ、冷却パネルの左右両側縁寄り部分および前後両側縁寄り部分に、それぞれスペーサが一次シール材を介して接合され、冷却パネルのＬＥＤチップ取付面に対向するように透光板が配置されて、透光板の左右両側縁寄り部分および前後両側縁寄り部分が、それぞれ上記各スペーサに一次シール材を介して接合され、各スペーサの外側において、冷却パネルの側縁部と透光板の側縁部との間に形成された空隙部に二次シール材が、冷却パネルおよび透光板の全周にわたって充填され、冷却パネルの左右両側縁部、透光板の左右両側縁部、および左右両二次シール材に、チャンネル形の左右側枠部材がそれぞれ嵌被せ状に取り付けられ、冷却パネルおよび透光板の前後両端部において前後二次シール材を覆う蓋材が取り付けられており、冷却パネルが、アルミニウム中空押出形材製であり、冷却パネルの他面に中空部が一体に設けられ、該中空部を流通する冷却用流体によって、パネルが冷却されるようになされており、各側枠部材の上壁部の内側縁部には、横断面円弧状の下方嵌合凸部の全長にわたって設けられ、これに対応して冷却パネルの平板状放熱基部の左右両側縁部が薄肉となされているとともに、これらの薄肉の左右両側縁部のそれぞれ内側縁部に横断面円弧状の嵌合凹部が設けられ、これらの嵌合凹部に、左右側枠部材の上壁部内側縁部の横断面円弧状の下方嵌合凸部がそれぞれ嵌め込まれ、さらに冷却パネルの平板状放熱基部の下面に、多数の発光ダイオードＬＥＤチップを具備するＬＥＤ発光ユニットが、左右２列に取り付けられていることを特徴とする、ＬＥＤ照明装置。
アルミニウム中空押出形材製の冷却パネルの中空部に、銅製通水管が拡管されて挿通されている、請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。