JP4645530B2 - 照明装置及び補光照明システム - Google Patents

Description

本発明は、日射量不足を補う補光用の照明装置、及び、当該照明装置を用いた補光照明システムに関する。

従来、野菜や果樹等の植物をビニールハウスやガラス温室等の植物栽培室で栽培することが広く行われている。また、天候不順や植物栽培室の採光部材の劣化や汚れ等による日射不足が原因で収穫予定時期が遅れたり、収穫量が低いなどの損害を受けることを防止するために、植物栽培室には補助的に人工光を植物に照射して補光照明する照明装置が設置されている（例えば、特許文献１参照）。この種の照明装置としては、ランプの外球に反射膜を設けた反射型ランプを使用するタイプと、ランプの光を反射する反射板を設けたタイプとに大別される（例えば、特許文献２参照）。
特開平７−２１３１５７号公報 特開２００３−３８０３３号公報

しかしながら、反射形ランプを光源に使用する照明装置では、高照度の照明を行うには多数の照明装置を要し、また、照明装置の配置間隔等に応じて細かな配光制御がし難いため効率良く植物に光を照射することが困難であり、反射板を備える照明装置では反射板が太陽光を遮光してしまうため日射を減らす要因となる、という問題がある。また、移動式の照明装置を使用することで、照明装置による太陽光の遮光の問題は解決できるものの、照明装置のコストが高くなり、また、使用しない間の収納場所を別途用意しなければならない、という問題がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、太陽光の遮光を極力減らすことのできる照明装置及び補光照明システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、照明装置本体の下面にランプを装着すると共に、前記ランプの光を反射する反射板を前記照明装置本体の両側に設け、日射量不足を補うために前記反射板の反射光を対象物に照射して補光照明する照明装置であって、前記照明装置本体の電気部品を収納する電気部品収納体を備え、前記電気部品収納体を前記照明装置本体の上面に重ねて配置すると共に、前記反射板を独立若しくは同期して開閉する開閉機構を設け、太陽光が照射されていないときに前記反射板を開くと共に前記ランプを点灯させて前記ランプの反射光を前記対象物に照射し、前記太陽光が照射されているときには前記ランプを消灯し前記反射板を閉じることを特徴とする。

また本発明は、上記発明において、前記照明装置本体、前記ランプ及び前記電気部品収納体のそれぞれの長尺方向が略同一とするように配置したことを特徴とする。

また本発明は、上記発明において、前記反射板を閉じたときに前記反射板が前記電気部品収納体または前記照明装置本体の横幅程度に前記反射板が収まるようにしたことを特徴とする。

なお、上記発明において、前記ランプを放電灯とした場合には、前記放電灯の安定器を前記電気部品収納体に収納し、或いは、前記電気部品収納体を安定器で構成しても良い。

なお、本発明に係る照明装置を複数連設配置して構成された補光照明システムも本発明に該当する。
また、以上の発明において、補光の対象物は、補光により成長を促進可能な植物、天日干しして製造される干物や梅干しといった食品が挙げられる。
また、日射量や時間、季節に応じて前記反射板の開閉を制御する手段を設けても良い。

本発明によれば、照明装置本体の電気部品を収納する電気部品収納体を照明装置本体の上面に重ねて配置したため、電気部品収納体によって余分な影が生じることを防止できると共に、さらに、反射板を開閉する開閉機構を照明装置に設けたため、日射がある場合には反射板を閉じることで照明装置の鉛直投影面積を小さくし、太陽光の遮光を抑制することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は本実施形態に係る栽培システム１の構成を模式的に示す平面図である。栽培システム１は、野菜や果樹等の植物を栽培するためのシステムであり、図１に示すように、植物栽培室２と、植物栽培用の照明装置３と、照明制御装置４とを備えている。
植物栽培室２は、例えばガラス温室やビニールハウス等であり、太陽光を室内に採光するように天井や壁面の前面或いは一部に透明な採光部材が配設されている。植物栽培室２は平面視略長方形状に形成されており、その長尺方向を方角における南方から北方に沿わせて設置されている。

また、植物栽培室２の内部には、植物を栽培するための複数の栽培ベッド５が設けられており、各栽培ベッド５が植物栽培室２と同様に南方から北方に向けて延びた長方形状に形成され、それぞれが所定間隔をあけて並設されている。
このように栽培ベッド５を南北に延びるように配設することで、太陽の光を一日を通じて植物栽培室２に取り込むことが可能となり、また、栽培ベッド５の各位置での一日を通じての日射量を均等にすることができる。

照明装置３は、栽培ベッド５に光を照射して日射量の不足を補うものであり、複数の照明装置３が所定間隔をあけて栽培ベッド５ごとに配設されている。この照明装置３は反射板１２を有し、この反射板１２が開閉自在に構成されているが、この構成については、照明装置３の構成説明と共に後に詳述する。

照明制御装置４は、各照明装置３の点灯、消灯を制御すると共に、反射板１２の開閉を制御するものである。この照明制御装置４には栽培ベッド５ごとに配設された伝送ライン６が接続されると共に、各伝送ライン６には照明装置３が並列に接続されており、照明制御装置４は、伝送ライン６を介して点灯電源や反射板１２の開閉制御指示を伝送する。
なお、栽培システム１には、上記の構成要素の他にも、例えば、室内温度を制御するための室内温度制御システムや、植物に水を与える散水（給水）システム、日射量を検出するための日射計等が設けられている。

次いで、本実施形態に係る照明装置３の構成について図面を参照して説明する。
図２は照明装置３を正面からみた斜視図であり、図３は当該照明装置３を背面からみた斜視図である。また、図４は照明装置３の左側面図、図５は当該照明装置３の正面図である。
これらの図に示すように、照明装置３は、大別すると、照明装置本体たる本体フレーム１０と、本体フレーム１０に支持されるランプ１１と、本体フレーム１０の両側に取り付けられ、ランプ１１の光を反射して植物に照射する反射板１２と、ランプ１１を点灯させる安定器等の電気部品を収納する電気部品収納体としての安定器収納ボックス１３と、反射板１２を開閉する開閉機構１４とを備え、本体フレーム１０に吊り金具を繋げて植物栽培室２の天井から吊り下げて設置される、吊下型の照明装置として構成されている。

本体フレーム１０は、断面コ字状の柱状に形成されており、図３に示すように、本体フレーム１０の背面側の端部１０Ａには、下方に向けて垂直に延びるソケット支持板２０がボルト２１で締結されている。このソケット支持板２０には円柱状のソケット２２が本体フレーム１０と略平行に延びる姿勢でボルト２３により締結されており、略円柱状のランプ１１の端部１１Ｂがソケット２２の接続端２２Ａに取り付けられることで、当該ランプ１１が本体フレーム１０の下面に当該本体フレーム１０に対して略平行な姿勢で支持される。ソケット２２には安定器収納ボックス１３から延びた不図示の電気配線を介して、ランプ１１の点灯電源が供給されている。このランプ１１には、栽培対象の植物の成長を促進させるのに有効な波長の光を放射する光源が用いられている。

安定器収納ボックス１３は角柱状に形成されており、その長尺方向と本体フレーム１０の長尺方向とを合わせて本体フレーム１０の上面にボルト２４により締結されている。
反射板１２は、本体フレーム１０の左側に設けられた左反射板１２Ａと、右側に設けられた右反射板１２Ｂとを有し、左反射板１２Ａ及び右反射板１２Ｂのそれぞれは、蝶番２５を用いて開閉自在に本体フレーム１０に取り付けられている。また、本体フレーム１０の内部には、本体フレーム１０とランプ１１との間に補助反射板５０が設けられている（図５及び図６参照）。

左反射板１２Ａ及び右反射板１２Ｂは、本体フレーム１０と略同程度の長さを有する矩形の板材から形成されており、２箇所の折曲部３０Ａ、３０Ｂを所定角度だけ折り曲げて形成した３つの反射部３１〜３３を有している。そして、各反射部３１〜３３の面積（反射に寄与する面積）及び折曲部３０Ａ、３０Ｂでの折曲角度を調整することで、栽培ベッド５の植物を補光照明するのに最適な配光が実現されている。

開閉機構１４は、左反射板１２Ａ及び右反射板１２Ｂを開閉させるものである。具体的には、開閉機構１４は、図５に示すように、左反射板１２Ａ及び右反射板１２Ｂを開閉駆動するためのモータ４０を有し、このモータ４０の出力回転軸が本体フレーム１０の下方内部に延びて、ワイヤ４１が巻回されたワイヤ巻取盤４２に連結されている。また、左反射板１２Ａ及び右反射板１２Ｂには、本体フレーム１０の側面に形成された開口４４から一端４３Ａが本体フレーム１０内に進入してワイヤ４１に連結される連結材４３が取り付けられており、当該ワイヤ４１の巻出し／巻送りに応じて連結材４３が繰り出し／繰り戻されることで左反射板１２Ａ及び右反射板１２Ｂが開閉動作する。

左反射板１２Ａ及び右反射板１２Ｂの全閉状態においては、図６に示すように、反射板１２が安定器収納ボックス１３の横幅Ｗ１と同程度の幅まで閉じる。したがって、反射板１２を閉じることで、反射板１２が無い場合と同程度まで照明装置３の鉛直投影面積が小さくなり反射板１２による遮光が防止される。
また、各照明装置３は、図１に示すように、長尺方向が方角における東西方向に沿うように設置されており、これにより、照明装置３による遮光が極力抑えられている。そして、このような照明装置３を植物栽培室２に多数設置することで、照明装置３による遮光を防止しつつ効率良く補光照明を行い、植物の成長を促進することができる。

以上の構成の下、照明制御装置４は、不図示の日射計の検出結果に基づいて、例えば太陽光が照射されずに日射量が不足している場合、各照明装置３を点灯させると共に反射板１２を開かせる。このとき、反射板１２の開度θ（図５、図６参照）が大きいほど反射光の照射エリアが広がり単位面積あたりの光量が抑えられるため、照明制御装置４は、植物の成長の度合い等に応じた光量となるように開度θを調整する。
また、例えば太陽光が照射されて十分な日射量が得られている場合には、照明制御装置４は、各照明装置３を消灯すると共に反射板１２を全閉状態とし、反射板１２が太陽光を遮光することがないようにする。

なお、反射板１２の開度調整及び照明装置３の点灯を制御する操作子を照明制御装置４に設け、反射板１２の開閉及び照明装置３の点灯を手動で操作可能な構成としても良い。
さらに、夜間に反射板１２を開き照明装置３を点灯させると共に、昼間には反射板１２を閉じて照明装置３を消灯するといったように、時間帯に基づいて反射板１２の開閉と点灯とを制御する構成としても良い。さらに、日射量が不足する梅雨の季節には反射板１２を開いて照明装置３を点灯し補光照明する時間を多くし、また、日射量が十分に得られる夏や冬には補光照明する時間を少なくするなど、季節に応じた制御を行っても良い。
また、反射板１２を開閉機構１４により開閉させる場合には、左反射板１２Ａ及び右反射板１２Ｂが同一の開度θとなるように両反射板１２Ａ、１２Ｂを同期して開閉させても良く、また、所望の配光を得るために、左反射板１２Ａ及び右反射板１２Ｂのそれぞれの開度θを各個に制御して独立して開閉可能に構成しても良い。

以上説明したように、本実施形態によれば、反射板１２を開閉する開閉機構１４を照明装置３に設けたため、十分な日射が得られている場合には反射板１２を閉じることで、照明装置３の鉛直投影面積を小さくし、当該反射板１２による遮光を抑制することができる。

また、本実施形態によれば、本体フレーム１０の上面に安定器収納ボックス１３を重ねて配置したため、照明装置３の鉛直投影面積を小さく抑えることができる。
特に、本実施形態によれば、本体フレーム１０、ランプ１１及び安定器収納ボックス１３のそれぞれの長尺方向が略同一となるように配置したため、照明装置３の鉛直投影面積を最小とすることができる。

さらに、本実施形態によれば、反射板１２の全閉状態においては、照明装置３の横幅Ｗ１が安定器収納ボックス１３の横幅Ｗ１程度に収まるようにしたため、照明装置３による遮光を最小限にすることができる。なお、安定器収納ボックス１３の横幅Ｗ１が本体フレーム１０の横幅よりも狭い場合には、全閉状態時に本体フレーム１０の横幅程度に反射板１２が収まるように構成することが望ましい。

また、本実施形態の照明装置３を栽培ベッド５に合わせて複数連設配置して栽培システム１を構成することで、十分な太陽光の照射量が得られているときには、各照明装置３の反射板１２を閉じておくことで、各照明装置３による遮光を最小に抑え、植物に対して太陽光を十分に照射することが可能となり、また、太陽光の照射量が不十分なときには、各照明装置３を点灯させると共に反射板１２を開くことで効率良く補光照明することができる。

なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形及び応用が可能である。
例えば上述した実施形態では、安定器収納ボックス１３に安定器を収納する構成について例示したが、これに限らず、安定器が防水構造を有している場合、安定器収納ボックス１３に代えて、当該安定器をそのまま本体フレーム１０の上面に重ねて配置しても良い。
また例えば上述した実施形態では、補光照明の対象を植物としたが、これに限らず、天日干しにより製造される干物や梅干しといった食品の補光照明にも本発明の照明装置３を用いることができる。

本発明の実施形態に係る植物栽培システムの構成を示す平面図。 照明装置を正面からみた斜視図。 照明装置を背面からみた斜視図。 照明装置の左側面図。 照明装置の正面図。 反射板を閉じた状態の照明装置の正面図。

符号の説明

１ 栽培システム
３ 照明装置
４ 照明制御装置
５ 栽培ベッド
１０ 本体フレーム（照明装置本体）
１１ ランプ
１２ 反射板
１２Ａ 左反射板
１２Ｂ 右反射板
１３ 安定器収納ボックス
１４ 開閉機構
Ｗ１ 横幅

Claims (4)

1. 照明装置本体の下面にランプを装着すると共に、前記ランプの光を反射する反射板を前記照明装置本体の両側に設け、日射量不足を補うために前記反射板の反射光を対象物に照射して補光照明する照明装置であって、
   前記照明装置本体の電気部品を収納する電気部品収納体を備え、
   前記電気部品収納体を前記照明装置本体の上面に重ねて配置すると共に、前記反射板を独立若しくは同期して開閉する開閉機構を設け、
   太陽光が照射されていないときに前記反射板を開くと共に前記ランプを点灯させて前記ランプの反射光を前記対象物に照射し、前記太陽光が照射されているときには前記ランプを消灯し前記反射板を閉じることを特徴とする照明装置。
2. 請求項１に記載の照明装置において、
   前記照明装置本体、前記ランプ及び前記電気部品収納体のそれぞれの長尺方向が略同一とするように配置したことを特徴とする照明装置。
3. 請求項２に記載の照明装置において、
   前記反射板を閉じたときに前記反射板が前記電気部品収納体または前記照明装置本体の横幅程度に前記反射板が収まるようにしたことを特徴とする照明装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の照明装置を複数連設配置してなることを特徴とする補光照明システム。

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