特開 2022-85527 植物育成用照明手段、植物育成用照明装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022085527

(43)【公開日】2022-06-08

(54)【発明の名称】植物育成用照明手段、植物育成用照明装置

(51)【国際特許分類】

   A01G 7/00 20060101AFI20220601BHJP

【ＦＩ】

A01G7/00 601A

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020197263

(22)【出願日】2020-11-27

(71)【出願人】

【識別番号】000201582

【氏名又は名称】前澤化成工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100165179

【弁理士】

【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100163496

【弁理士】

【氏名又は名称】荒 則彦

(74)【代理人】

【識別番号】100142424

【弁理士】

【氏名又は名称】細川 文広

(72)【発明者】

【氏名】野口 大輝

【テーマコード（参考）】

2B022

【Ｆターム（参考）】

2B022AA03

2B022DA08

(57)【要約】      （修正有）

【課題】育成する植物に対して照射光の照射角度や照射距離を部分的に調整することが可能な植物育成用照明手段、植物育成用照明装置を提供する。
【解決手段】育成する植物Ｈに対して、照射角度、または照射距離のうち、少なくとも何れか一方を調整可能に配された植物成長用の光源１３を有する。さらに、育成する植物Ｈが配される育成空間Ｓに対面して配される１または複数の支持部１１と、支持部１１に対して可動状態に支持される光源保持部１２と、光源保持部１２に取り付けられる、植物成長用の光源１３と、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

育成する植物に対して、照射角度、または照射距離のうち、少なくとも何れか１つを調整可能に配された植物成長用の光源を有することを特徴とする植物育成用照明手段。

【請求項2】

育成する植物が配される育成空間に対面して配される１または複数の支持部と、
前記支持部に対して可動状態に支持される光源保持部と、
前記光源保持部に取り付けられる、植物成長用の光源と、を有することを特徴とする植物育成用照明装置。

【請求項3】

前記光源保持部は、前記育成空間との距離を調整可能なように前記支持部に支持されることを特徴とする請求項２に記載の植物育成用照明装置。

【請求項4】

前記光源保持部は、前記植物が成長する方向に対する、前記光源の照射光軸の角度を調整可能なように前記支持部に支持されることを特徴とする請求項２または３に記載の植物育成用照明装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、植物の光合成を促進させて植物を育成する植物育成用照明手段、植物育成用照明装置に関する。

【背景技術】

【0002】

外部の天候、例えば日照条件によらず、安定して植物を育成させるために、光合成を促進させる波長域の光（人工光）を植物に照射する光源を備えた植物栽培システムが知られている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１に開示された植物栽培システムは、人工光を併用して野菜等の植物を水耕栽培するシステムとして、栽培床を略垂直に設け、栽培床の裏側に露出する植物根に養液を噴霧する構成となっている。こうした構成により、狭小なスペースであっても、植物の育成効率を向上させることが可能となるとされている。

【0003】

しかしながら、特許文献１に開示された植物栽培システムは、植物の植付姿勢に制約があるため、育成可能な植物の種類に制約があるという課題があった。
このため、例えば特許文献２では、栽培植物が植え付けられる栽培ベッドと、この栽培ベッドの上方に設けられ、栽培植物の成長に応じて上下に移動させられる人工光源を有する天井部と、を備えた家庭用の植物栽培装置が開示されている。こうした家庭用の植物栽培装置によれば、狭小なスペースであっても、生産効率を格段に向上させることが可能であるとされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００８－９２８５９号公報

【特許文献2】特許第４３１４３１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献２に開示されたような家庭用の植物栽培装置は、天井部に保持された光源が、天井部の動きと連動する構成であるため、光源の位置を変更可能な範囲が限定的であり、育成する植物に対する照射光の照射角度や照射距離を部分的に調整することができないという課題があった。

【0006】

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、育成する植物に対して照射光の照射角度や照射距離を部分的に調整することが可能な植物育成用照明手段、植物育成用照明装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
即ち、本発明の植物育成用照明手段は、育成する植物に対して、照射角度、または照射距離のうち、少なくとも何れか１つを調整可能に配された植物成長用の光源を有することを特徴とする。

【0008】

本発明の植物育成用照明装置は、育成する植物が配される育成空間に対面して配される１または複数の支持部と、前記支持部に対して可動状態に支持される光源保持部と、前記光源保持部に取り付けられる、植物成長用の光源と、を有することを特徴とする。

【0009】

本発明の植物育成用照明装置によれば、育成する植物に対して照射光の照射角度や照射距離を部分的に調整することができる。例えば、植物の生育状態に合わせて、それぞれの光源からの照射光が植物の葉部分にそれぞれ当たるように調整すれば、外部の日照等に影響されることなく、効率的に光合成を促進させ、育成速度を高めて効率的に野菜等を栽培することができる。

【0010】

また、本発明では、前記光源保持部は、前記育成空間との距離を調整可能なように前記支持部に支持されていてもよい。

【0011】

また、本発明では、前記光源保持部は、前記植物が成長する方向に対する、前記光源の照射光軸の角度を調整可能なように前記支持部に支持されていてもよい。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、育成する植物に対して照射光の照射角度や照射距離を部分的に調整することが可能であり、これにより、植物の育成状態に応じて高精度に照射光を調節可能な植物育成用照明手段、植物育成用照明装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の第１実施形態の植物育成用照明手段、植物育成用照明装置を示す外観斜視図である。

【図2】支持部及び光源保持部を示す要部拡大斜視図である。

【図3】ソケット部を示す要部拡大斜視図である。

【図4】第１実施形態の変形例を示す斜視図である。

【図5】本発明の第２実施形態の植物育成用照明装置を示す外観斜視図である。

【図6】支持柱と枠体との結合部分を示す要部拡大斜視図である。

【図7】第２実施形態の変形例を示す斜視図である。

【図8】本発明の第３実施形態の植物育成用照明装置を示す外観斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態の植物育成用照明手段、植物育成用照明装置について説明する。なお、以下に示す各実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。

【0015】

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態の植物育成用照明手段、植物育成用照明装置を示す外観斜視図である。図２は、支持部及び光源保持部を示す要部拡大斜視図である。図３は、ソケット部を示す要部拡大斜視図である。

【0016】

植物育成用照明手段を有する本実施形態の植物育成用照明装置１０は、４つの支持部１１，１１…と、それぞれの支持部１１に支持される光源保持部１２と、この光源保持部１２に取り付けられる光源１３と、４つの支持部１１を支持する枠体１４と、を備えている。

【0017】

支持部１１は、互いに離間して配された一対のスライドレール２１，２１と、このスライドレール２１，２１の一端側でスライドレール２１，２１どうしを繋ぐ結合材２２と、から構成され、上から見た時に略コ字状に形成されている。支持部１１は、絶縁性で軽量な材料、例えば、樹脂によって一体に形成されていても良い。

【0018】

スライドレール２１，２１には、長手方向Ｍに延びる凹部２１ａ，２１ａがそれぞれ形成され、凹部２１ａ，２１ａどうしは互いに開口部分が対面するように形成されている。また、結合材２２には、後述する光源１３から延びる電源ケーブル２８を支持する窪み２２ａが形成されている。

【0019】

枠体１４は、複数の支持部１１を支持する。本実施形態では、枠体１４はリング状に形成され、４つの支持部１１を互いに９０゜ずつ間隔を空けて配されている。これら４つの支持部１１に囲まれた中心領域に育成空間Ｓが形成される。それぞれの支持部１１は、この育成空間Ｓに対向し、育成空間Ｓを囲うように配される。
なお、枠体１４と支持部１１は、本実施形態では一体に形成されているが、枠体１４と支持部１１とを別部材として形成することもできる。

【0020】

育成空間Ｓには、育成対象の植物Ｈが配される。育成対象の植物は、限定されるものではなく、野菜、果物、観賞用植物など、どのようなものであってもよい。例えば、野菜としては、レタス、ホウレンソウなどの葉物野菜、ナス、ピーマン、トマト、オクラなどが挙げられる。また、豆類などのつる性の野菜にも適用できる。

【0021】

光源保持部１２は、例えば樹脂からなる保持部本体２３と、後述する光源１３を差し込むソケット部２４と、このソケット部２４から延びる電源ケーブル２８とを有する。保持部本体２３には、支持部１１に形成されたスライドレール２１，２１の凹部２１ａ，２１ａにそれぞれ入り込み、摺動可能に嵌合する嵌合部２３ａ，２３ａが一体に形成されている。
これにより、光源保持部１２は、育成空間Ｓに対する距離を任意に調整可能なように支持部１１に支持される。

【0022】

また、保持部本体２３には、ソケット部２４を保持部本体２３に係止する固定具２６と、保持部本体２３をスライドレール２１，２１の長手方向の任意の位置で固定する留め具２７とが形成されている。

【0023】

図３に示すように、ソケット部２４は、保持部本体２３に対して、回転軸２４ａによって植物が成長する高さ方向Ｇに回動可能に軸着されている。これにより、保持部本体２３は、育成空間Ｓに配される植物が成長する高さ方向Ｇに対して、光源１３の照射光軸Ｌの角度を調整可能なように支持部１１に支持される。

【0024】

また、ソケット部２４は、保持部本体２３に対して、長手方向Ｍと平行な回転軸２４ｂ回りで回動可能に軸着されている。これにより、光源１３の照射光軸Ｌの高さ方向Ｇに対する角度を回転軸２４ａ回りで調整した後、更に光源１３を回転軸２４ｂ回りで回動させることで、高さ方向Ｇに対して斜め上方向や斜め下方向など、光源１３の照射光軸Ｌの方向を半球状の範囲の何れの方向にも調整することができる。

【0025】

光源１３は、光源保持部１２のソケット部２４に着脱可能に係止される。光源１３は、育成空間Ｓに配された育成対象の植物の光合成を促進させる光線（照射光）を照射するものである。本実施形態では、光源１３として発熱の少ないＬＥＤ素子、例えばＬＥＤ電球が用いられる。光源１３は、太陽光と同様の赤外域～可視光域～紫外域までの幅広い波長域の光を照射するＬＥＤ電球や、光合成に有効な波長域である赤色域または青紫色域の光を照射するＬＥＤ電球などを用いることができる。

【0026】

本実施形態のように、光源１３をソケット部２４に着脱可能にすることによって、植物の成長具合に応じて、任意の光源１３をソケット部２４に新たに取り付けて照射光量を増加させたり、あるいは、照射光が不要になった部分の光源１３をソケット部２４から取り外すこともできる。また、天面から下方に向けて一律に光を照射する従来の植物成長装置と比較して、より低い位置にある光源１３の着脱が容易であり、従来の植物成長装置では困難であった、部分的な照射光の調節を可能にする。

【0027】

また、光源１３として、印加電圧に応じて、照射光の波長を変化させることができるＬＥＤ素子を用いることもできる。これにより、例えば、日中の太陽光や、夕方の太陽光など、赤色域の光の割合が異なる照射光を任意の時間ごとに変化させて育成対象の植物に照射することができる。

【0028】

本実施形態の植物育成用照明装置１０は、土壌栽培、水耕栽培のいずれの栽培方法にも適用できる。植物育成用照明装置１０の育成空間Ｓの下部には、育成対象の植物が植えられた土壌、あるいは、育成対象の植物が支持された水耕栽培の培養液が配されればよい。

【0029】

以上のような構成の本実施形態の植物育成用照明装置１０の作用、効果を説明する。
本実施形態の植物育成用照明装置１０を用いて植物を栽培する際には、育成対象の植物、例えば野菜の植物を育成空間Ｓに配するように、植物育成用照明装置１０を設置する。

【0030】

次に、植物の生育状態に合わせて、光源１３の調整を行う。まず、光源保持部１２を支持部１１のスライドレール２１，２１の長手方向に沿ってスライドさせ、光源１３の前端（照射面）と、植物との距離（照射距離）を適切に調整する。光源１３と植物との距離を調整することにより、植物に照射される照射光の光量や、照射範囲を適切に変えることができる。

【0031】

次に、ソケット部２４を保持部本体２３に対して回動させて、高さ方向Ｇに対する光源１３の照射光軸Ｌの角度（照射角度）を調整する。これにより、高さ方向Ｇに対する照射光軸Ｌの角度を９０°以外の角度にして、例えば、植物の葉部分に照射光軸Ｌを合わせるようにする。

【0032】

こうした照明光の照射距離や照射角度の調整を、植物を取り巻くように配された４つの支持部１１，１１…に支持された光源１３，１３…のそれぞれについて個別に行う。そして、光源１３に電圧を印加して、光源１３を点灯させる。

【0033】

このように、本実施形態の植物育成用照明装置１０によれば、育成する植物に対して照射光の照射角度や照射距離を部分的に調整することができる。例えば、植物の生育状態に合わせて、それぞれの光源１３，１３…からの照射光が植物の葉部分にそれぞれ当たるように調整すれば、外部の日照等に影響されることなく、効率的に光合成を促進させ、育成速度を高めて効率的に野菜等を栽培することができる。こうした照射光の照射角度や照射距離の調整は、植物の育成が進むにつれて、定期的に行うことが好ましい。

【0034】

（第１実施形態の変形例）
図４に示すように、支持部１１を構成する１つのスライドレール２１に、２つの凹部２１ａ，２１ａを平行に形成することもできる。これにより、１つの支持部１１に対して２つの光源１３を高さ方向Ｇに重ねられるように設けることができる。これにより、１つの枠体１４に対して、より多くの光源１３（図４では８つ）を設けることができ、光源１３の配置数の自由度を高めることができる。

【0035】

（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態の植物育成用照明装置を示す外観斜視図である。
なお、以下の説明では、上述した第１実施形態と同様の構成には同一の番号を付し、重複する説明を省略する。
本実施形態の植物育成用照明装置２０では、支持部１１は、植物が成長する高さ方向Ｇに沿って複数配される。具体的には、本実施形態では、４つの支持部１１が支持ざれた枠体１４を植物が成長する高さ方向Ｇに沿って複数支持する４本の支持柱１６を備えている。

【0036】

図６に示すように、支持柱１６は、シャフト１６ａと、シャフト１６ａおよび枠体１４を接続する係止具１６ｂと、係止具１６ｂのシャフト１６ａに対する高さ位置を任意の位置で固定する固定具１６ｃとを有している。

【0037】

このような本実施形態の構成によれば、図５に示すように、植物が高さ方向Ｇへの成長に伴って、支持部１１が支持された枠体１４を複数、重ねるように設置することができる。これにより、植物の成長度合いに応じて、光源１３の照射光を部分的に調整して、例えば全ての葉部分に向けて光合成のための照射光を照射して、効率的に植物を育成することが可能になる。

【0038】

（第２実施形態の変形例）
図７に示すように、支持柱１６のシャフト１６ａに対して、支持部１１を直接係止させることもできる。こうした構成であれば、複数の支持部１１を支持する枠体は不要であり、高さ方向Ｇに対して全ての支持部１１を互いに異なる高さ位置に固定するなど、より自由度の高い光源１３の配置を実現することができる。

【0039】

（第３実施形態）
図８は、本発明の第３実施形態の植物育成用照明装置を示す外観斜視図である。
なお、以下の説明では、上述した第１実施形態と同様の構成には同一の番号を付し、重複する説明を省略する。
本実施形態の植物育成用照明装置３０では、枠体３４は、育成空間Ｓを囲む円環状に形成されている。枠体３４は、平板リング状の本体部３４ａと、この本体部３４ａの上面に円環状に突設されたレール３４ｂとが一体に形成されてなる。

【0040】

そして、光源１３を保持する光源保持部１２を備えた支持部１１は、枠体３４のレール３４ｂに対して摺動可能に嵌合され、育成空間Ｓを囲む円環状にレール３４ｂ上を移動可能に支持されている。

【0041】

また、枠体３４は、支持柱３６によって、植物の高さ方向Ｇへの成長に伴って、支持部１１が支持された枠体３４を複数、重ねるように設置することができる。本実施形態の植物育成用照明装置３０によれば、支持部１１が育成空間Ｓを囲む円環状に移動可能に支持されているので、育成する植物の周囲の任意の方向から光合成のための照射光を照射することができる。これにより、植物の育成状況に応じて、部分的に照射光をコントロールして、植物を効率的に育成することが可能になる。

【0042】

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0043】

１０…植物育成用照明装置（植物育成用照明手段）
１１…支持部
１２…光源保持部
１３…光源
１４…枠体
２１…スライドレール
２２…結合材
２３…保持部本体
２４…ソケット部
Ｓ…育成空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】