JP5228241B2 - 照明装置及びそれを用いた植物育成装置 - Google Patents

Description

本発明は、照明装置及びそれを用いた植物育成装置に関する。

近年、野菜、果物等の植物を効率良く育成するための照明装置が使用されている。例えば、工場などにおいて、人工的に光を照射することによって、野菜を短期間で育成させる手法等が行われている。

このような照明装置として、蛍光灯以外に、長寿命で低発熱であるＬＥＤを用いたものが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

実用新案登録第３１３９２６０号

しかしながら、特許文献１の照明装置は、ビニールハウス内において用いられているため、通気性を気にする必要がないが、小型の植物育成装置に照明装置を適用する場合、ＬＥＤの発熱により熱がこもる場合があり、植物の育成温度を適正な温度に保つことが出来ない場合があった。

又、ＬＥＤの光に寄せられ、虫が集まり、植物に害を及ぼす場合もあった。

本発明は、上記従来の照明装置の課題を考慮し、放熱の効率を向上させる、又は虫による害を抑制することが可能な照明装置及びそれを用いた植物育成装置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、第１の本発明は、
板状部材の一方の面に複数配置されたＬＥＤと、
前記板状部材の他方の面に配置された空気吸引部と、
前記空気吸引部に対応した位置であって、前記ＬＥＤの間に設けられた複数の空気吸引孔と、
前記空気吸引部に、取り外し可能に被せられた捕虫網とを備え、
前記空気吸引孔は、前記空気吸引部が配置されている側から、前記ＬＥＤが配置されている側の方に向けて、直径が増加している、照明装置である。

また、第２の本発明は、
板状部材の一方の面に複数配置されたＬＥＤと、
前記板状部材の他方の面に配置された空気吸引部と、
前記空気吸引部に対応した位置であって、前記ＬＥＤの間に設けられた複数の空気吸引孔と、
前記空気吸引部に、取り外し可能に被せられた捕虫網とを備えた、照明装置と、
前記ＬＥＤによって光が照射される植物を載置する載置台とを備えた、植物育成装置である。

また、第３の本発明は、
前記空気吸引部は、
１つ又は複数個のファンを有し、
前記ファンの回転を制御する制御部を備えた、第２の本発明の植物育成装置である。

また、第４の本発明は、
前記空気吸引部は、
前記板状部材に正方形状に配置された４つのファンを有し、
前記制御部は、対角線状に配置された２つの前記ファンを１組とし、２組の前記ファンを交互に運転するように制御を行う、第３の本発明記載の植物育成装置である。

また、第５の本発明は、
前記板状部材は、前記載置台の上方に配置されており、
前記板状部材と前記載置台の間の距離を変更する変更部を備えた、第２の本発明の植物育成装置である。

また、第６の本発明は、
前記ＬＥＤ、前記空気吸引部及び前記空気吸引孔が設けられた前記板状部材と、前記載置台の組は、複数組設けられている、第２の本発明の植物育成装置である。

本発明によれば、放熱の効率が良い、放熱の効率を向上させる、又は虫による害を抑制することが可能な照明装置、及び植物育成装置を提供することが出来る。

本発明にかかる実施の形態１における植物育成装置の外観図 本発明にかかる実施の形態１における植物育成装置の内部構成図 （ａ）本発明にかかる実施の形態１における照明装置の底面図、（ｂ）本発明にかかる実施の形態１における照明装置の断面模式図 図１のα拡大図 本発明にかかる実施の形態２における照明装置の断面模式図 本発明にかかる実施の形態３における植物育成装置の内部構成図 本発明にかかる実施の形態３における植物育成装置の外観図 本発明にかかる実施の形態４における植物育成装置の正面内部構成図 本発明にかかる実施の形態４の変形例における植物育成装置の正面内部構成図

以下、本発明にかかる実施の形態について説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明にかかる実施の形態１における植物育成装置の外観図である。図１に示すように、本実施の形態１の植物育成装置は、外壁１００の前面に両開きの扉１０１が設けられており、外壁１００の天井部１０２に複数の空気孔１０３が設けられている。又、外壁の右側面部１０４の中央部にも複数の空気孔１０５が設けられている。尚、図１では、右側面部分にしか、空気孔１０５を図示していないが、左側面部分の中央部にも複数の空気孔が設けられている。

図２は、本発明にかかる実施の形態１における植物育成装置を示す構成図である。図２は、図１において外壁１００を取り除いた状態を示す植物育成装置の構成図である。

図２に示すように、本実施の形態１の植物育成装置には、矩形状の底板１と、底板１の四隅に、底板１に対して垂直に設けられた４本のフレーム２が設けられている。そして、４本のフレームには、上から照明装置３、載置台４、照明装置３及び載置台４が順に設けられている。この照明装置３は、載置台４上に載置された野菜、果物、観賞用の花などの植物等に光りを照射し、植物の育成を促すものである。尚、図２に示すように、本実施の形態１では、照明装置３及び載置台４の左右端には、スライダー５が設けられており、照明装置３及び載置台４は装置正面側に引き出し可能に構成されている。また、載置台４上には植物７が載置されている。

次に、本実施の形態１の照明装置３の構成について説明する。図３（ａ）は、本実施の形態１の照明装置３の底面図である。

図２及び図３（ａ）に示すように、本実施の形態１の照明装置３は、板状部材３１を有しており、その板状部材３１の下面には、複数のＬＥＤ３２が格子状に設けられている。一方、上面には４つのファン３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄが設けられており、４つのファン３３のそれぞれには、捕虫網３４が被せられている。尚、植物を育成するために水分等の付着によって短絡しないように、ＬＥＤ３２が設けられている板状部材３１の表面には、レジン樹脂等の防湿塗料が塗布されている。

図３（ａ）には、板状部材３１の裏面に配置されている４つのファン３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄが点線で示されており、そのファン３３に対応する領域のＬＥＤ３２の間には、空気吸引孔３５が設けられている。図３（ｂ）は、照明装置３の部分断面図である。図３（ｂ）に示すように、空気供給孔３５は、円柱形状であって、この空気吸引孔３５から吸引された虫が、上記捕虫網３４によって捕らえられる。尚、空気吸引孔３５としては、虫が吸引される大きさが必要であり、例えばアブラムシの場合、大きくても４ｍｍ程度までのため、空気吸引孔３５の大きさは、約５ｍｍと設定することが出来る。

図３（ａ）に示すＬＥＤ３２としては、両端の及び中央の領域のＬＥＤ３２ａには赤色のＬＥＤ（波長６４０〜６９０ｎｍ）が用いられており、左右に一列ずつ設けられているＬＥＤ３２ｂには、青色のＬＥＤ（４２０〜４７０ｎｍ）が用いられている。ここで赤色のＬＥＤ３２ａは、植物の光合成等に必要な波長であり、青色のＬＥＤ３２ｂは、植物の形態形成に必要な波長であり、タンニンの生成を促進し、味を良くする効果がある。なお、図２では、ＬＥＤの数を省略して記載しているが、例えば、横２０列、縦２５行の５００個のＬＥＤを用い、左から７列目の行と右から７列目の行のＬＥＤを青色ＬＥＤとしてもよい。

また、図１には、リモートコントローラ６が記載されており、このリモートコントローラ６によって、ＬＥＤ３２の点灯の制御が行われる。又、ファン３３の制御は、板状部材３１に配置されているマイコン３６によって行われる（図２参照）。

図４は、図２のα拡大図である。図２では図示していないが、図４に示すように、フレーム２には、長孔２１が形成されており、スライダー５は、長孔２１を通したネジ４１によってフレーム２に固定されている。この長孔２１及びネジ４１を用いた構造は、他の３本のフレーム２においても共通であり、ネジ４１を弛め、載置台４をスライダー５ごと、例えば上方に持ち上げて、ネジ４１を再び締めることにより、ＬＥＤ３２と載置台４の距離を近くすることが出来る。

例えば、このように、ＬＥＤ３２と載置台４の距離を可変とすることにより、植物が育つに従ってＬＥＤ３２と植物の距離を離したり、植物の品種によって照明装置３との距離を変えることを可能になる。

尚、本発明の空気吸引部の一例は、本実施の形態１のファン３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄに相当する。又、本発明の制御部の一例は、本実施の形態１のマイコン３６に相当する。

次に、本実施の形態１の植物育成装置の動作について説明する。

本実施の形態１の植物育成装置では、載置台４に育成対象植物を載置し、ＬＥＤ３２が点灯されると、ファン３２も回転するように制御が行われる。ここで、４つのファン３２のうち、対角線上に配置されているファン３２ａとファン３２ｃが動作する。そして、一定時間経過後には、ファン３２ｂとファン３２ｄが動作し、再び一定時間経過後には、ファン３２ａとファン３２ｃが動作するように制御が行われる。このようにファン３２ａ、３２ｃの組とファン３２ｂ、３２ｄの組が交互に動作するように制御が行われる。この制御は、マイコン３６によって行われる。

尚、最上部に配置されている照明装置３の場合、ファン３３によって吸引された空気は、図１に示す天井部１０２の空気孔１０３から庫外へと排気される。また、下の段に配置されている照明装置３の場合、ファン３３によって吸引された空気は、図１に示す右側面部１０４の空気孔１０５及び左側面部の空気孔から排気される。

又、リモートコントローラ６により、ＬＥＤ３２の点灯が適宜切り替えられる。本実施の形態１では、ＬＥＤ３２を常時点灯した状態、５Ｈｚの周波数で点滅する状態、及び１０Ｈｚの動作で点滅する状態に、ＬＥＤ３２の点灯状態を切り替えることが出来る。この各周波数での点滅によって、植物の育成をより促進させることが出来る。

又、捕虫網３４については、ユーザによって適宜取り替えられる。

以上のように、本実施の形態１の植物育成装置では、ＬＥＤ３２を取り付けている板状部材３１の背面側からファン３３によって、ＬＥＤを冷却するとともに、空気吸引孔３５を介して装置の内部空間の空気を排気することが出来るため、冷却効率を向上することが可能となる。

又、冷却する際の空気吸引孔３５から、アブラムシ等の害虫を吸い上げ、捕虫網３４に捉えることが出来るため、虫害を抑制することが可能となる。

又、ファン３２ａ、３２ｃの組とファン３２ｂ、３２ｄの組を交互に動作させるように制御を行うことによって、４つ全てのファン３２を同時に停止及び動作を行うよりも省エネルギー化を図ることが可能になる。

尚、本実施の形態１では、照明装置３と載置台４は２組設けられていたが、１組であっても、３組以上が設けられていても良い。

又、本実施の形態１の植物育成装置は、外壁１００によって覆われているが、太陽光も利用するように、外壁１００が設けられていなくてもよい。

又、本実施の形態１では、赤色のＬＥＤ（波長６４０〜６９０ｎｍ）と、青色のＬＥＤ（４２０〜４７０ｎｍ）が用いられているが、この波長に限らなくても良いし、更に、複数種類のＬＥＤを用いても良い。例えば、５９０ｎｍの波長を用いる場合、発芽を促進させず、ビタミンＣの生成を促進させる働きがある。

又、ＬＥＤ３２の点灯制御及びファン３３の制御を同じリモートコントローラ６で行っても良いし、ＬＥＤ３２の制御も板状部材３１にマイコンとして組み込まれていても良い。このような場合には、電源投入後、所定時間経過後にファン３３を切り替えたり、ＬＥＤ３２の点灯を切り替える等といった制御を行うプログラムが組まれていても良い。又、コントロールパネルが設けられ、ユーザがコントロールパネルを操作することにより、ＬＥＤ３２の点灯制御又はファン３３の制御を行っても良い。

また、本実施の形態１では、ファンは４つ設けられていたが、４つに限らなくても良い。

また、本実施の形態１では、ファン３３に捕虫網３４が被せられていたが、無くても良い、この場合でもＬＥＤを冷却するとともに、空気吸引孔３５から内部空間の空気を排気することが出来るため、冷却効率が良いという効果を発揮することが出来る。

また、本実施の形態１では、照明装置３と載置台４の距離は手動で調整しているが、モーター等を用いて調整するように構成されていても良い。

また、本実施の形態１では、照明装置３及び載置台４の左右端にスライダー５が設けられ、照明装置３及び載置台４が装置正面側に引き出し可能に構成されているが、スラーだー５が設けられていなくてもよい。

（実施の形態２）
次に、本発明にかかる実施の形態２における照明装置及び植物育成装置について説明する。

本実施の形態２の照明装置及び植物育成装置は、実施の形態１と基本的な構成は同じあるが、空気吸引孔の構成が異なっている。そのため、本相違点を中心に説明する。尚、実施の形態１と同様の構成については同一の符号が付与されている。

図５は、空気供給孔４５が設けられた照明装置の部分断面図である。図５に示すように、本実施の形態２の照明装置では、ファン３３側からＬＥＤ３２側に向かって直径が広くなるような、断面が台形状の空気供給孔４５が設けられている。このような形状の空気供給孔４５によって、ファン３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄの回転により、空気が吸引されると、空気はＬＥＤ３２の表面を通って行く。

野菜育成装置では、栽培する野菜に水を供給する必要があるため、装置の内部空間の水分が多くなり、ＬＥＤ３２の表面に水滴が付着する場合がある。このような場合、ＬＥＤ３２の光量が落ち、照射効率が悪くなるが、本実施の形態２のような構成では、ＬＥＤ３２の表面を通過する空気によって、水分が吹き飛ばされるため、ＬＥＤ３２の表面に付着した水分を除去することが可能となる。

尚、本実施の形態では、空気供給孔４５から装置の内部空間の空気を吸引することにより、ＬＥＤ３２の表面の水分を除去しているが、空気を吐き出すことにより水分を除去してもよい。但し、捕虫網３４がファン３３に絡まる場合や、虫が庫内に侵入する場合があるため、捕虫網３４を取り除いた状態で行う方がより好ましい。

（実施の形態３）
次に、本発明にかかる実施の形態３における照明装置及び植物育成装置について説明する。

本実施の形態３の照明装置及び植物育成装置は、実施の形態１と基本的な構成は同じあるが、照明装置の配置が異なっている。そのため、本相違点を中心に説明する。尚、実施の形態１と同様の構成については同一の符号が付与されている。

図６は、本実施の形態３の植物育成装置の構成図である。尚、図６では、外壁は省略されている。

上述したように、実施の形態１の植物育成装置では、載置台４と平行に照明装置３が配置されていたが、図６に示すように、本実施の形態３の植物育成装置では、載置台４を斜め方向から光で照射するように２つの照明装置３が、逆Ｖの字形状に配置されている。尚、図６では、捕虫網３４も省略している。

この場合、外壁１００に設けられる空気孔は、それぞれに対応した箇所となる。図７は、本実施の形態３の植物育成装置の外観図である。図７に示すように、本実施の形態３の植物育成装置では、天井部１０２に空気孔１０３が設けられており、右側面部１０４の上半分及び下半分にも空気孔１０５が設けられている。尚、左側面部も同様に構成されている。

（実施の形態４）
次に、本発明にかかる実施の形態４における照明装置及び植物育成装置について説明する。

本実施の形態４の照明装置及び植物育成装置は、実施の形態１と基本的な構成は同じあるが、照明装置及び載置台の配置が異なっている。そのため、本相違点を中心に説明する。尚、実施の形態１と同様の構成については同一の符号が付与されている。

図８は、本発明にかかる実施の形態４における植物育成装置の正面内部構成図である。

図８に示すように、本実施の形態４にかかる植物育成装置では、照明装置３が上部に１つだけ設けられており、その下方に平行に２つの載置台４が配置されている。この２つの載置台４の間にもフレーム２が設けられており、２つの載置台４は、それぞれ照明装置３との距離が可変となる。

尚、本実施の形態では、青色のＬＥＤ３２ｂの列（図３（ｂ）参照）が図８において左右方向に配置されるように照明装置３が設けられている。このような構成に限らず、例えば、図９に示すように、青色のＬＥＤ３２ｂの列（図３（ｂ）参照）が紙面奥行き方向に配置されるように照明装置３が設けられてもよいが、一方の載置台４に配置された植物には、その上方に配置された青色ＬＥＤ３２ｂ１からの光が主に届き、他方の載置台４の上方に配置されたＬＥＤ３２ｂ２からの光はあまり届かない。そのため、本実施の形態のように、青色ＬＥＤ３２ｂの列が左右方向になるように照明装置３を設けた方が、青色及び赤色の波長を効率良く植物に照射することが出来るため、より好ましい。

又、実施の形態１で説明した変形例は、上記実施の形態２〜４においても適用可能である。

本発明の照明装置及び野菜育成装置は、放熱の効率が良い、酸素不足を低減する、又は虫による害を抑制することが可能な照明装置、及び植物育成装置を提供することが出来る。

１ 底板
２ フレーム
３ 照明装置
４ 載置台
５ スライダー
６ リモートコントローラ
７ 植物
３１ 板状部材
３２ａ、３２ｂ ＬＥＤ
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ ファン
３４ 捕虫網
３５ 空気供給孔
３６ マイコン
４１ ネジ
４５ 空気供給孔
１００ 外壁
１０１ 扉
１０２ 天井部
１０３ 空気孔
１０４ 右側面図
１０５ 空気孔

Claims (6)

1. 板状部材の一方の面に複数配置されたＬＥＤと、
   前記板状部材の他方の面に配置された空気吸引部と、
   前記空気吸引部に対応した位置であって、前記ＬＥＤの間に設けられた複数の空気吸引孔と、
   前記空気吸引部に、取り外し可能に被せられた捕虫網とを備え、
   前記空気吸引孔は、前記空気吸引部が配置されている側から、前記ＬＥＤが配置されている側の方に向けて、直径が増加している、照明装置。
2. 板状部材の一方の面に複数配置されたＬＥＤと、
   前記板状部材の他方の面に配置された空気吸引部と、
   前記空気吸引部に対応した位置であって、前記ＬＥＤの間に設けられた複数の空気吸引孔と、
   前記空気吸引部に、取り外し可能に被せられた捕虫網とを備えた、照明装置と、
   前記ＬＥＤによって光が照射される植物を載置する載置台とを備えた、植物育成装置。
3. 前記空気吸引部は、
   １つ又は複数個のファンを有し、
   前記ファンの回転を制御する制御部を備えた、請求項２に記載の植物育成装置。
4. 前記空気吸引部は、
   前記板状部材に正方形状に配置された４つのファンを有し、
   前記制御部は、対角線状に配置された２つの前記ファンを１組とし、２組の前記ファンを交互に運転するように制御を行う、請求項３に記載の植物育成装置。
5. 前記板状部材は、前記載置台の上方に配置されており、
   前記板状部材と前記載置台の間の距離を変更する変更部を備えた、請求項２に記載の植物育成装置。
6. 前記ＬＥＤ、前記空気吸引部及び前記空気吸引孔が設けられた前記板状部材と、前記載置台の組は、複数組設けられている、請求項２に記載の植物育成装置。

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