JP2013197024A - 棚板およびそれを備えた貯蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】眩しさと影の発生を軽減でき、無駄なく空間を利用でき、冷蔵庫などの貯蔵庫内で重要となる空気の循環も妨げない照明手段としての機能を有する棚板並びに該棚板を備える貯蔵庫の提供。
【解決手段】透光性樹脂からなる基材の内部に光拡散粒子を分散してなる導光板と、２つ以上のＬＥＤとからなる棚板であって、
前記導光板が、入射面、該入射面と垂直をなす出射面、該出射面に平行に対向している反対面、および出射面と反対面とを貫通する貫通孔を有し、
前記ＬＥＤが、前記導光板の入射面に垂直かつ貫通孔を通る任意の仮想直線と接さず、前記入射面に光を入射させるように配置されていることを特徴とする棚板並びに該棚板を備える貯蔵庫の提供。
【選択図】図１

Description

本発明は棚板に関する。詳細にはＬＥＤを備え、照明手段としての機能を有する棚板および該棚板を備える貯蔵庫、好適には冷蔵庫に関する。

従来、照明器具として白熱電球が広く用いられてきたが、省エネルギーの観点から、より消費電力の低い照明器具への置換えが進んでいる。中でも、白熱電球に近い発光色の実現が容易なＬＥＤが注目されている。

しかしながら、ＬＥＤは指向性が高いため出射光が眩しい上、影が発生しやすいという問題がある。一方、導光板の側面にＬＥＤを配し、側面と垂直に位置する主面を出射面とする面発光体が知られている（特許文献１参照）。かかる面発光体では出射光が出射面全体に均一に拡散するので、眩しさの軽減が期待できる。しかしかかる面発光体を用いる照明は邪魔になるだけでなく、特に、冷蔵庫などの貯蔵庫内においては、空気の循環の妨げになる可能性がある。

国際公開第２０１０／１１３４２２号パンフレット

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、眩しさと影の発生を軽減でき、無駄なく空間を利用でき、冷蔵庫などの貯蔵庫内で重要となる空気の循環も妨げない照明手段としての機能を有する棚板を提供することを目的とする。また、かかる棚板を備える貯蔵庫を提供することを別の目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、
［１］透光性樹脂からなる基材の内部に光拡散粒子を分散してなる導光板と、２つ以上のＬＥＤとからなる棚板であって、
前記導光板が、入射面、該入射面と垂直をなす出射面、該出射面に平行に対向している反対面、および出射面と反対面とを貫通する貫通孔を有し、
前記ＬＥＤが、前記導光板の入射面に垂直かつ貫通孔を通る任意の仮想直線と接さず、前記入射面に光を入射させるように配置されている棚板；
［２］前記貫通孔と最近傍かつ等距離にある２つのＬＥＤを備える上記［１］の棚板；
［３］前記貫通孔は、前記入射面の垂線と平行なスリット状である上記［１］または［２］の棚板；
［４］貯蔵庫用である上記［１］〜［３］のいずれかの棚板；
［５］貯蔵庫が冷蔵庫である［４］の棚板；
［６］上記［４］の棚板を備える貯蔵庫；並びに
［７］冷蔵庫である上記［６］の貯蔵庫
を提供する。

本発明の棚板はＬＥＤを光源とした照明装置として有用で、眩しさと影の発生が抑制できる。また既存の棚板に置き換えることで、邪魔にならない。さらに本発明の棚板が備える導光板は貫通孔を有するので、該棚板を備える本発明の貯蔵庫、特に冷蔵庫において重要な空気の循環も妨げない。

本発明の第１の実施形態を示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態を示す平面図である。 本発明の第１実施形態の変形例を示す平面図である。 本発明の第１実施形態の別の変形例を示す平面図である。 本発明の第１実施形態のさらに別の変形例を示す平面図である。 本発明の第２の実施形態を示す平面図である。 本発明の第３の実施形態を示す平面図である。 本発明の比較例を示す平面図である。

（導光板）
本発明の棚板が備える導光板の形状に特に制限はないが、通常、出射面と反対面を最大面（主面）とする板状であり、主面の外縁形状としては矩形状が好ましい。導光板は出射面および反対面の外縁を繋ぐ側面を有し、該側面のうち少なくとも一つを入射面とする。入射面は出射面および反対面と垂直をなす。主面の外縁形状が矩形状である場合、側面は四面となり、このうち入射面は一面であってもよいし、対向する二面であってもよい。

導光板の反対面は、出射面同様に光を出射してもよく、光を反射する面であってもよい。反対面は出射面同様の構成（材料、形状など）にすれば、出射面同様に機能する。また、反体面を凹凸構造としてもよく、反対面上にさらに金属などからなる反射層を設けてもよい。凹凸構造の形状や、反射層の被覆率などにより反対面から出射する光量を調節することができる。

導光板は、透光性樹脂からなる基材の内部に光拡散粒子を分散してなる。透光性樹脂としては、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート樹脂が挙げられる。透明性、耐衝撃性の観点から、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂が好ましい。複数の透光性樹脂を混合して用いてもよいし、透光性樹脂の種類や組成の異なる層を複数設けた複層構成であってもよい。

本発明で用いられる光拡散粒子としては、例えば酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウムなどが挙げられる。

導光板の基材となる透光性樹脂の屈折率と光拡散粒子の屈折率との差の絶対値（以下「Δｎ」と称する）が０．３以上３．０以下であることが好ましく、０．４以上１．５以下がより好ましい。Δｎが０．３より小さいまたは３．０より大きい場合、出射面からの出射光の割合が低下し棚板の明るさが劣る場合がある。

また、Δｎと光拡散粒子の重量平均直径ｄ（ｍｍ）との積が０．０００１〜０．１の範囲であることが好ましく、０．０００２〜０．０５の範囲であることがより好ましく、０．０００５〜０．０１の範囲であることがさらに好ましい。かかる積が０．０００１未満である場合、出射光の色合いが出射面内で異なり、光源付近では散乱光が青みを帯び、光源から離れた位置では黄味を帯びる場合がある。かかる積が０．１を超える場合、光拡散粒子で散乱した光が目視で輝点として認識され、外観品位を損ねる場合がある。

光拡散粒子の含有量は、光の利用効率と面内の輝度の均一化の観点から、導光板に対して０．００００１〜０．１質量％の範囲であることが好ましく、０．００００２〜０．０５質量％の範囲であることがより好ましく、０．００００５〜０．０１質量％の範囲であることがさらに好ましく、０．０００１〜０．００５質量％の範囲であることが特に好ましい。

導光板の出射面から反対面への方向（以下「厚さ方向」と称する）に対して測定したヘイズ値は３０％以下が好ましく、２０％以下がより好ましく、１０％以下がさらに好ましい。

ＬＥＤを発した光は全反射を繰り返しながら導光板の内部を進む。導光板の厚さは１〜１５ｍｍの範囲が好ましく、２〜１０ｍｍの範囲がより好ましい。導光板の厚さが１５ｍｍ以下であることで導光板の透明性が高まり、１ｍｍ以上であることで棚板の強度が高まる。

導光板の出射面から反対面に貫通する貫通孔は、出射面および反対面に垂直に均一な断面積で貫通していることが好ましい。貫通孔は、複数設けてもよく、それぞれの貫通孔の形状、寸法は異なっていてもよい。

導光板に設けられる貫通孔の内面は、表面粗さ（Ｒａ）が１μｍ以下、より好ましくは０．５μｍ以下である事が好ましい。貫通孔の内面の表面粗さ（Ｒａ）が１μｍ以下であることで、入射面からの光が貫通孔にあたった場合に全反射しやすくなるため、光利用効率を高められ、出射面全体を均一な明るさとする事ができる。ここでＲａはＪＩＳ Ｂ0601-2001で定義される。

出射面側から見た貫通孔の断面形状に特に制限はないが、均一に光を出射させる観点から入射面の所定の垂線に対して線対称な形状が好ましい。例えば、円形、楕円形、矩形などが挙げられ、棚板に載せる対象の形状等を考慮して選択できるが、出射面内の輝度の均一性の観点から、入射面の垂線と平行なスリット状が好ましい。ここで、入射面の垂線と平行なスリット状とは、貫通孔の前記断面形状が、前記垂線と平行な二直線を有し、かつかかる垂線方向の寸法が断面内で最大寸法となる形状であり、かかる断面形状の具体例としては垂線と平行な辺を長辺とする矩形状や、該矩形の短辺を曲線に置換したものが挙げられる。

貫通孔の１つあたりの寸法に特に制限はないが、棚板としての保持性を考慮して、一つの貫通孔の主面と平行な断面積は、主面の０．０１〜１０面積％の範囲が好ましく、０．０５〜５面積％の範囲がより好ましく、０．１〜２面積％の範囲がさらに好ましい。
また、棚板としての強度を考慮して、すべての貫通孔の主面と平行な断面積の和は、主面の０．１〜３０面積％の範囲が好ましく、０．５〜２０面積％の範囲がより好ましく、１〜１５面積％の範囲がさらに好ましい。

本発明の棚板は、入射面に光を入射させるように配置された少なくとも２つ以上のＬＥＤを有し、一つの入射面あたり２つ以上のＬＥＤを有することが好ましい。ＬＥＤを入射面に光を入射させるように配置するには、ＬＥＤの発光部が入射面に対向するように配置されていればよく、これによってＬＥＤの主たる発光方向と、入射面とが垂直となる。

導光板の製造方法としては、基材となる透光性樹脂と、光拡散粒子を混合してから成形する方法が挙げられる。成形方法としては、キャスト成形、押出成形、射出成形が挙げられる。

導光板が有する貫通孔は、上記成形方法で板状部材を成形した後にドリルやルーター研削機等で形成してもよい。また射出成形で成形と同時に貫通孔を形成してもよい。

（ＬＥＤ）
本発明の棚板が備えるＬＥＤの発光色に特に限定はないが、従来の照明装置と比較して違和感がない白色、あるいは色温度が２７００Ｋ〜３０００Ｋのいわゆる電球色が好ましい。ＬＥＤの発光部分の寸法は出射面と反対面の距離よりも短いことが好ましい。

（貫通孔とＬＥＤの位置関係）
本発明の棚板では、ＬＥＤから入射面に供給された光は導光板内で光を散乱し、かつ一部を出射面から出射しながら入射面の垂線方向（以下、導光方向と称する）に向けて進む。ＬＥＤは、入射面に垂直かつ貫通孔を通る任意の仮想直線と接さず、前記入射面に光を入射させるように配置されることにより、ＬＥＤの導光方向に貫通孔がなく、出射光の不均一化が抑制できる。
このことを図１、２に示した貫通孔とＬＥＤの位置関係に関する第１の例を用いて説明する。なお、以下の説明では導光板の２つの主面（出射面と反対面）を繋ぐ導光方向と垂直な方向を厚さ方向と称する。また導光方向および導光板の厚さ方向の両方に垂直な方向を導光板の幅方向と称する。図１における矢印Ａの方向が厚さ方向、矢印Ｂの方向が幅方向、矢印Ｃの方向が導光方向である。この例において、棚板１は導光板１１と、入射面に対向し幅方向に離れて配置された２つのＬＥＤ１２とで構成される。
導光板１１が有する貫通孔１３は導光方向と平行なスリット状である。
図２には入射面に垂直（すなわち導光方向に平行）で貫通孔１３を通る仮想直線１４を示した。ＬＥＤ１２は入射面に垂直かつ貫通孔１３を通る任意の仮想直線１４と接さない位置にそれぞれ配置されている。
導光板１１は図２に示すようなスリット状の貫通孔１３が設けられているため、ＬＥＤから入射した光の導光方向への進行が妨げられず、出射光の強さが均一になるので、眩しさを軽減できる。

本発明の棚板は、均一な強さの光を出射させる観点から、貫通孔と最近傍かつ等距離にある２つのＬＥＤを備えることが好ましい。

以下、図面を参照して本発明の棚板における貫通孔とＬＥＤの位置関係の変形例として第２の例〜第６の例について説明する。

図３は貫通孔とＬＥＤの位置関係に関する第２の例である。
この例では、棚板１は導光板１１と、入射面に対向し幅方向に離れて配置された２つのＬＥＤ１２とで構成される。導光板１１には厚さ方向に貫通し、入射面の垂線と平行なスリット状の貫通孔１３が２つ設けられている。
貫通孔１３を通り入射面の垂線と平行な仮想直線１４を図中に示す。２つのＬＥＤ１２は、仮想直線１４に接しない位置にそれぞれ設けられている。

図４は貫通孔とＬＥＤの位置関係に関する第３の例である。
この例では、棚板１は導光板１１と、入射面に対向し幅方向に離れて配置された、２つのＬＥＤ１２とで構成される。導光板１１には３つの導光方向と平行なスリット状の貫通孔１３が導光方向に並んで設けられている。前記スリット状の貫通孔１３は第１の例におけるスリット状の貫通孔１３が導光方向に３つに分割されたものと考える事ができる。

図５は貫通孔とＬＥＤの位置関係に関する第４の例である。
この例では、棚板１は導光板１１と、入射面に対向し幅方向に離れて配置された、２つのＬＥＤ１２とで構成される。導光板１１には５つの円形の貫通孔１３が導光方向に並んで設けられている。
貫通孔１３を通り入射面の垂線と平行な仮想直線１４を図中に示す。２つのＬＥＤ１２は、仮想直線１４に接しない位置にそれぞれ設けられている。

図６は貫通孔とＬＥＤの位置関係に関する第５の例である。
この例では、棚板１は導光板１１と、入射面に対向し幅方向にそれぞれ離れて配置された３つのＬＥＤ１２とからなる。導光板１１には厚さ方向に貫通し、入射面の垂線と平行なスリット状の貫通孔１３が幅方向に離れて２つ設けられている。
貫通孔１３を通り入射面の垂線と平行な仮想直線１４を図中に一点鎖線で示す。３つのＬＥＤ１２は、一点鎖線に接しない位置にそれぞれ設けられている。

図７は貫通孔とＬＥＤの位置関係に関する第６の例である。
この例では、棚板１は導光板１１と、入射面に対向し幅方向に離れて配置された３つのＬＥＤ１２とで構成される。導光板１１には厚さ方向に貫通し、入射面の垂線と平行なスリット状の貫通孔１３が４つ設けられている。
貫通孔１３を通り入射面の垂線と平行な仮想直線１４を図中に示す。３つのＬＥＤ１２は、仮想直線１４に接しない位置にそれぞれ設けられている。

ＬＥＤと導光板を固定する方法については特に制限はなく、例えばＬＥＤの光出射部を導光板の側面に対向させて透明接着剤で固定する方法などが挙げられる。

棚板を設置する方法については特に制限はないが、発光を妨げない観点から導光板の外縁の一部を固定することが望ましい。例えば冷蔵庫などの箱の内部に設置する棚板として用いる場合、箱の内壁に導光板の外縁を接着する、または箱の内壁に設けた凹凸に導光板をはめ込むといった方法が挙げられる。本発明の貯蔵庫においては、少なくとも一つの本発明の棚板を備えればよく、必要に応じて複数の本発明の棚板を備えてもよい。本発明の貯蔵庫、好適には冷蔵庫に、本発明の棚板を用いることで、庫内の空気の循環を損なわず、かつ庫内を照明でき、さらに消費電力が低く、眩しさもない。

以下に実施例および比較例によって本発明を説明するが、これらによって本発明は限定されない。

［実施例１］
透光性樹脂であるメタクリル樹脂（株式会社クラレ製「パラペット」、屈折率＝１．４９４）に、含有率０．０００７５質量％となるように光拡散粒子である酸化チタン粒子（重量平均粒子直径＝１μｍ、屈折率＝２．７２）を加え、混合した後、押出し機によって押出成形して、厚さ５ｍｍのメタクリル樹脂中に光拡散粒子を分散した樹脂板を得たのち、厚さ方向に平行に切断して、主面寸法が短辺２００ｍｍ、長辺２４０ｍｍで、厚さが５ｍｍの直方体とした。かかる樹脂板のヘイズ値をスガ試験機株式会社製「ヘーズメーター ＨＺ−１」によって測定したところ、５．０％であり、透明感が高かった。

次いで得られた樹脂板の主面の中心に、切削装置により樹脂板主面に垂直かつ該主面の短辺に平行な幅５ｍｍ、長さ１１０ｍｍのスリット状の貫通孔を空けた。なお、スリット状の貫通孔の長手方向の両端部は半円状である。次いで貫通孔の内面と樹脂板の側面をバフにより研磨して鏡面仕上げ（Ｒａ＝０．２μｍ以下）として、導光板とした。

次いで得られた導光板の一方の長辺を含む側面を入射面として、該入射面に光を入射させるように２つのＬＥＤ（日亜化学工業株式会社製 「ＬＥＤ ＮＦＳＷ０３６ＢＴ」）の光出射部を透明接着剤によって接着した。接着した位置は、導光板の入射面の幅方向の両端から６０ｍｍで、厚さ方向の中心である２点である。このようにして本発明の棚板を得た。

［比較例１］
スリット状の貫通孔の数を２つとし、図８に示すように幅方向の１／４および３／４の位置、言い換えると、幅方向の左右端部からそれぞれ６０ｍｍの位置に変えた以外は実施例１と同様にして導光板を製造した。

次いで得られた導光板の一方の長辺を含む側面を入射面として、該入射面に光を入射させるように２つのＬＥＤ（日亜化学工業株式会社製 「ＬＥＤ ＮＦＳＷ０３６ＢＴ」）の光出射部を透明接着剤によって接着した。接着した位置は、導光板の入射面の幅方向の両端から６０ｍｍで、厚さ方向の中心である２点である。
このようにして製造した棚板は、ＬＥＤが前記導光板の入射面に垂直かつ貫通孔を通る仮想直線１４と接している。

［評価］
実施例１及び比較例１の棚板について各ＬＥＤに２．８Ｖを印加して、眩しさと面内の明るさの均一性を目視で評価した。その結果、実施例の棚板は明るく均一な明るさであり、影の発生も見られなかった。一方、比較例の棚板は出射光の強さが不均一で影の発生が見られた。さらにＬＥＤと貫通孔との間が特に明るく、眩しさを感じた。

以上に示したように、本発明の棚板は、眩しさと影の発生を抑制できる。

１ 棚板
１１ 導光板
１２ ＬＥＤ
１３ 貫通孔
１４ 仮想直線

Claims (7)

1. 透光性樹脂からなる基材の内部に光拡散粒子を分散してなる導光板と、２つ以上のＬＥＤとからなる棚板であって、
   前記導光板が、入射面、該入射面と垂直をなす出射面、該出射面に平行に対向している反対面、および出射面と反対面とを貫通する貫通孔を有し、
   前記ＬＥＤが、前記導光板の入射面に垂直かつ貫通孔を通る任意の仮想直線と接さず、前記入射面に光を入射させるように配置されていることを特徴とする棚板。
2. 前記貫通孔と最近傍かつ等距離にある２つのＬＥＤを備える請求項１に記載の棚板。
3. 前記貫通孔は、前記入射面の垂線と平行なスリット状である請求項１または２に記載の棚板。
4. 貯蔵庫用である請求項１〜３のいずれかに記載の棚板。
5. 貯蔵庫が冷蔵庫である請求項４に記載の棚板。
6. 請求項４に記載の棚板を備える貯蔵庫。
7. 冷蔵庫である請求項６の貯蔵庫。

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