(57)【要約】【課題】植物の育成，花芽の抑制などを図るため、極力少ないＬＥＤ数でまんべんなく光を当てることができる管理費が安価な可動式ＬＥＤ照明装置を提供する。【解決手段】畑１８の一方向に対しレール１０が掛け渡され、ＬＥＤ照明部７を吊り下げた移動部４がレール１０上を移動可能である。ＬＥＤ照明部７は一列または数列で畑１８の幅方向にＬＥＤ８を並べてＬＥＤ照明部７が構成される。制御装置１の制御の下、モータ２が駆動され、ロープ３を介して移動部４がレール１０の上を往復動させられる。タイマなどにより設定された時間、駆動され畑１８全体にまんべんなくＬＥＤの光を照射する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物を育成するため光を照射するＬＥＤ照明装置において、多数のＬＥＤを一方向に配列してなり、前記植物の上方に配置されるＬＥＤ照明部と、
前記ＬＥＤ照明部を前記一方向に対し直角方向に移動させ、前記植物群の一方端から他方端までを繰り返し往復動させる移動機構と、
前記移動機構を所定の速度になるように、かつ前記植物群の一方端および他方端で折り返すように制御する制御手段と、
前記ＬＥＤ照明部に駆動電流を供給しＬＥＤを発光制御するＬＥＤ制御手段と、
前記ＬＥＤ制御手段および前記制御手段を所定の時刻でオンオフ制御するタイマ制御手段と、
を備えたことを特徴とする可動式ＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
前記ＬＥＤ照明部は、植物に対し照明距離を調整できる高さ調整手段を有することを特徴とする請求項１記載の可動式ＬＥＤ照明装置。
【請求項３】
前記ＬＥＤ照明部は、ＬＥＤを１列または複数列に配列したことを特徴とする請求項１記載の可動式ＬＥＤ照明装置。
【請求項４】
前記ＬＥＤ照明部は、赤色ＬＥＤ，青色ＬＥＤ，緑色ＬＥＤまたは黄色ＬＥＤの１種類を配列するか、または２種類以上を混合して配列させることを特徴とする請求項１，２または３記載の可動式ＬＥＤ照明装置。
【請求項５】
前記移動機構のＬＥＤ吊下部またはＬＥＤ照明部に所定の高さになるように接触わい化部材を取付け、
前記植物が所定の高さになったとき、前記移動機構の移動によって該植物の先端に前記接触わい化部材の下端が接触するように構成したことを特徴とする請求１記載の可動式ＬＥＤ照明装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、菊などの植物の育成等に用いられるＬＥＤ照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、植物の育成や花芽抑制には白熱電球や蛍光灯が使用されているが、白熱電球は熱が発生し電気代がかかるという欠点がある。また、熱発生や端子部が防水されていないため火災が発生する危険があり、安全面についても問題がある。蛍光灯は白熱電球のように熱発生や電気代はかからないが、寿命が短いため保守・管理費がかかるという欠点がある。
したがって植物が栽培されている畑が大きければ大きいほど、設置する電球，蛍光灯の数が増大し、管理するための経費がかかることになる。
そこで特許文献１および２に示されているようにＬＥＤ発光素子を用いることにより、消費電力が少なく，かつ耐久力に優れた照明装置が提案されている。しかしながら、ＬＥＤ素子自体発光量が小さいため広い植生領域ではＬＥＤの数が非常に多く（例えば数千個から数万個）必要となり、コスト面で問題があった。
【特許文献１】特開２０００−２０７９３３号公報
【特許文献２】特開平０８−１０３１６７号公報
【特許文献３】特開２００２−１９９８１６号公報
【特許文献４】特開平０８−０８９０８４号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記問題を解決するもので、栽培されている植物の育成，花芽の抑制などを図るため、極力少ないＬＥＤ数でまんべんなく光を当てることができる管理費が安価な可動式ＬＥＤ照明装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明による可動式ＬＥＤ照明装置は、植物を育成するため光を照射するＬＥＤ照明装置において、多数のＬＥＤを一方向に配列してなり、前記植物の上方に配置されるＬＥＤ照明部と、前記ＬＥＤ照明部を前記一方向に対し直角方向に移動させ、前記植物群の一方端から他方端までを繰り返し往復動させる移動機構と、前記移動機構を所定の速度になるように、かつ前記植物群の一方端および他方端で折り返すように制御する制御手段と、前記ＬＥＤ照明部に駆動電流を供給しＬＥＤを発光制御するＬＥＤ制御手段と、前記ＬＥＤ制御手段および前記制御手段を所定の時刻でオンオフ制御するタイマ制御手段とを備えたことを特徴とする
また、本発明における前記ＬＥＤ照明部は、植物に対し照明距離を調整できる高さ調整手段を有することを特徴とする。
さらに本発明における前記ＬＥＤ照明部は、ＬＥＤを１列または複数列に配列したことを特徴とする。
さらには本発明における前記ＬＥＤ照明部は、赤色ＬＥＤ，青色ＬＥＤ，緑色ＬＥＤまたは黄色ＬＥＤの１種類を配列するか、または２種類以上を混合して配列させることを特徴とする。
また、本発明は前記移動機構のＬＥＤ吊下部またはＬＥＤ照明部に所定の高さになるように接触わい化部材を取付け、前記植物が所定の高さになったとき、前記移動機構の移動によって該植物の先端に前記接触わい化部材の下端が接触するように構成したことを特徴とする。
【０００５】
【作用】
前記構成によれば、少ないＬＥＤの数で植物をマンベンなく照明でき、省エネルギー化およびコストダウンを図ることができる。また、照明距離すなわち、植物までの高さを調整することにより植物の種類や成長に合わせて照度を調整することやＬＥＤの駆動電流を変えることによって照度を変えることが可能である。また、赤色，青色，緑色，黄色などのＬＥＤの１色または数色を組み合わせることにより植物の成長を促したり、花芽の抑制や分化を図ることができる。
さらに、接触わい化部材によって同じ背丈になるように植物を成長させることができる。
ここで「接触わい化」とは植物の先端部分だけに接触して成長を止めることをいう。一般に植物に接触すると、植物がストレスを感じ成長が遅くなることが知られている。この現象を利用して背丈が不揃いな植物の背の高い部分を手などで触れ成長を止め、その間に背の低いものが伸びて同じ高さにする手法が取られることがある。しかし、手間がかかる作業のため現在は殆ど用いられていない。
本発明による効率的なＬＥＤ照明に、移動機構に接触わい化部材を取り付けた構成を併用すれば、背丈が同じ高さになるように植物の成長をコントロールできる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳しく説明する。
図１は、本発明による可動式ＬＥＤ照明装置の第１の実施の形態を示す概略図、図２は植物（花）の畑を示す図である。
図２に示す畑１８の上方の縦方向にレール１０が掛け渡されている。レール１０の両端にはプーリ１４，１５が設けられている。ロープ３の一端は制御装置１内に設けられているモータ２の出力軸に巻き取られるようになっている。ロープ３はプーリ１５を介してレール１０内を貫通し、他方端のプーリ１４に掛け渡され、折り返しレール１０の外面上を通って再度プーリ１５を介しモータ２の出力軸に巻回されるようになっている。ロープ３は途中で移動機構を構成する移動部４に固定されており、モータ２の回転駆動力の伝達により移動部４はレール１０の一端から他方端までを移動できるようになっている。
【０００７】
レール１０の両端にはスイッチ（１）１１とスイッチ（２）１２が設置されており、移動部４がレール１０の端まで移動すると、スイッチ（１）１１またはスイッチ（２）１２の釦を押し込みスイッチをオン動作させる。スイッチのオン動作により移動部４はその位置で動きを停止し、数秒間停止後、元の方向に移動を開始し、このような動作を繰り返す。
移動部４にはＬＥＤ吊下部５の一端が取り付けられ、ＬＥＤ吊下部５の中間部にＬＥＤ制御部６が設置されている。ＬＥＤ吊下部５の最下端にはＬＥＤ８が多数配列されたＬＥＤ照明部７が吊架されている。ＬＥＤ照明部７は畑１８の幅方向と同じ寸法であり、レール１０の両端間を移動することにより、畑１８に栽培されている植物全てに対し、ＬＥＤの光を当てることができる。
【０００８】
ＬＥＤ照明部７は、ＬＥＤ吊下部５の長さを調整することにより植物９までの距離を調整でき、照射する光の強さを調整可能である。また、ＬＥＤ制御部６によりＬＥＤ８に流す駆動電流を変更することにより照明する光の強さを変えることも可能である。
ＬＥＤ照明部７には支持体１３が取り付けられ、その先端に接触わい化部材であるタオル１９が吊り下げられている。植物が所定の高さに成長すると、その先端部が移動部４の移動によって往復動するごとにタオル１９の下端が接触する。なお、支持体１３およびタオル１９は使用しないときは邪魔にならないように折り畳んでおくことができる。
【０００９】
図３は、図１の移動部の構造の詳細を示す断面図である。
レール１０は内部が空洞で、上述したようにこの中をロープ３が通り、プーリ１４で折り返し戻ってくるロープ３の中間が移動部枠板１０に固定されている。移動部枠板１０はその断面が略コの字形状であり、その内壁の上側および側面にローラ軸１７ａ，１７ｂ，１７ｃおよび１７ｄが植設されている。ローラ軸１７ａ，１７ｂ，１７ｃおよび１７ｄにはローラ１６ａ，１６ｂ，１６ｃおよび１６ｄが回転可能に取り付けられている。移動部枠板１０の側面にはＬＥＤ吊下部５の一端が固定されている。
移動部枠板１０のローラ１６ａおよび１６ｂはレール１０の上面に、ローラ１６ｃおよび１６ｄはレール１０の側面にそれぞれ接触し回転可能であるので、移動部枠板１０はロープ３の巻き取り動作によりレール１０を移動可能である。
【００１０】
図４は、図１の制御装置の実施の形態を示す回路ブロック図である。
制御装置１はコントローラ２１，モータ２，速度可変器２２および操作部２３を有している。制御装置１およびＬＥＤ制御部２４はタイマ２０により電源オンオフ可能であり、例えば、夜の１０時に電源がオンし、朝の３時に電源オフ制御が行われる。したがって電源オンの時間のみＬＥＤの照明が行われることとなる。移動部４の速度変更は操作部２３による速度可変器２２の設定変えによりモータ２の回転速度を変えて行うことができる。回転速度を遅くすれば、モータ２によるロープ３の巻き取り速度が遅くなり、ＬＥＤ照明部の移動速度がゆっくりとなる。
コントローラ２１はスイッチ（１）１１またはスイッチ（２）１２からオン信号が入力すると、モータ２を停止させ、数秒間（例えば１０秒）経過した後に、モータ２を反転駆動させる。ＬＥＤ駆動電流の増減（ＬＥＤ発光強度変更）は操作部２３の設定によりコントローラ２１からＬＥＤ制御部２４に指示を出すことにより行なわれる。
【００１１】
図５は、本発明による可動式ＬＥＤ照明装置の第２の実施の形態を示す概略図である。
この実施の形態は、制御装置をＬＥＤ吊下部の中間部に設け自走移動する例である。
レール２７を植物９の畑の縦方向に掛け渡し、レール２７の両端にスイッチ（１）２５およびスイッチ（２）２６をそれぞれ設けている。レール２７の左端にはレール２７側の側面に充電のための接触端子面を有する充電器２９が設置されている。移動部２８はレール２７の両端間を往復動可能であり、レール２７の上を移動する機構は図１の実施の形態と略同じである。
【００１２】
移動部２８にＬＥＤ吊下部３０の一端が固定され、ＬＥＤ吊下部３０の中間に制御装置３１が設けられている。制御装置３１の下部にはＬＥＤ制御部３２およびＬＥＤ３５を配列したＬＥＤ照明部３４が垂設されている。
制御装置３１のモータの駆動力は駆動軸により移動部２８に伝達される。移動部２８がスイッチ（１）２５またはスイッチ（２）２６に達し、スイッチオンすると、移動部２８は数秒間停止し、反対方向に移動を開始する。
【００１３】
図６は、図５の移動部の構造の詳細を示す断面図である。
自走式であるため、移動部２８をロープに固定して移動させるのではなく、ローラの１つにモータの駆動力を伝達して移動させるものである。
移動部枠板４５内壁の上側および左側面にローラ軸４４ａ，４４ｂおよび４４ｃが植設されている。ローラ軸４４ａ，４４ｂおよび４４ｃにはローラ４３ａ，４３ｂおよび４３ｃが回転可能に取り付けられている。また、移動部枠板４５の右内壁とレール２７の右外壁の間にローラ４３が配置されており、このローラ４３の駆動軸４２は図示しないギヤなどを介して制御装置３１内のモータ３６（図７参照）の出力軸に連結されている。移動部枠板４５のローラ４３ａおよび４３ｂはレール２７の上面に、ローラ４３ｃおよび４３ｄはレール２７の側面にそれぞれ接触し回転可能であり、ローラ４３ｄの駆動により移動部２８はレール２７上を移動可能である。
ＬＥＤ吊下部３０を固定した移動部枠板４５の側面には、充電器２９の接触端子面に接触して充電するための一対の充電端子４１に設けられている。充電端子４１は充電器２９の接触端子面へ確実な電気接続するため図示しないバネによって接触端子面に向けて付勢させられている。
【００１４】
図７は、図５の制御装置の実施の形態を示す回路ブロック図である。
制御装置３１はバッテリー３９，コントローラ４０，モータ３６，速度可変器３８および操作部３７を有している。コントローラ４０，ＬＥＤ制御部３２およびモータ３６にはバッテリー３９から直流電力が供給される。
移動部２８およびＬＥＤ制御部３２を駆動する時間（時刻設定）は操作部３７によって設定することが可能である。設定内容は、駆動時間ではなく往復する回数も可能である。移動部２８の速度変更およびＬＥＤ駆動電流の増減（ＬＥＤ発光強度変更）は第１の実施の形態と同様、操作部３７による速度可変器３８の設定変えによりモータ３６の回転速度を変えることにより、操作部３７の設定によりコントローラ４０からＬＥＤ制御部３２に指示を出すことによりそれぞれ行なわれる。
【００１５】
コントローラ４０はスイッチ（１）２５またはスイッチ（２）２６からオン信号が入力すると、モータ３６を停止させ、数秒間（例えば１０秒）経過した後に、モータ２を反転駆動させる。スイッチ（１）２５の位置まで達した移動部２８の充電端子４１は充電器２９の給電端子面に接触している状態であるが、設定された駆動時間が経過する前は、上述したように数秒間停止し、その後、反対方向に移動する動作が繰り返される。しかしながら、設定した時間が経過した場合には、移動部２８はその位置に停止して充電モードに移行し、バッテリー３９は充電器２９から充電されることとなる。充電が完了すると、再度、照明動作を開始することができる。
【００１６】
図８は、ＬＥＤ照明部の構造の一例を示す図である。
移動部５１にＬＥＤ吊下部５２でＬＥＤ制御部５３の下に吊り下げられるＬＥＤ照明部５４は、ＬＥＤ５５をある間隔で１列または複数列並べ、畑の幅方向全体に光が当たるように構成されている。
このような構成のＬＥＤ照明部における接触わい化部材の設置では、一定幅のタオル４７が支持体５６に複数枚、この例では３枚吊り下げられる。
【００１７】
図９は、ＬＥＤ照明部の構造の他の一例を示す図である。
ＬＥＤ制御部６３の下に竿６４が吊り下げられ、所定の間隔でＬＥＤ６６を１列または複数列に並べたＬＥＤユニット６５を多数個並べたもので、畝上の植物にのみ光が当たるように配置したものである。植物の畝に間隔がある場合に適した配列である。
植物によって必要な光量は異なり、例えば菊などは照度５０ルクス程度あればよく、他の植物では１０００ルクス以上や１４００ルクス以上必要な植物もある。植物の種類によって、または成長に従って光量を変える必要があるが、ＬＥＤ照明部の高さを調整することにより、またはＬＥＤ駆動電流を変えることにより行うことができる。
【００１８】
以下にＬＥＤ照明装置の大きさおよび運用例の具体例を示す。
ＬＥＤ１個に流す電流を２０ｍＡとし、ＬＥＤ照明部には横方向に一例にＬＥＤを２４０個並べ、その寸法は５ｍにしてある。このＬＥＤ照明部は縦横３０ｍ×５ｍの畑の上に掛け渡され、畑の縦方向３０ｍの距離を１０分程度で移動するように設定されている。駆動時間は例えば夜の１０時から明け方の３時まで、この間は往復動を繰り返す。
図８または図９のように配列されるＬＥＤ素子は、青色，黄色，緑色，赤色のいずれか一色のみか、またはこれらのうち２色以上のＬＥＤを混在させる。
植物の光合成には６００〜７００ｎｍの赤色，４００〜５００ｎｍの青色の光が利用される。各色はそれぞれ以下の効果があるとされている。
青色光……葉を厚くする、茎を太くするなど。
黄色光……防蛾用に有効。
緑色光……開花促進。
赤色光……伸長促進、花芽抑制。
また、植物の種類によっては同じ光でも効果が異なるものが存在する。例えば、赤い光は、短日植物では花成が抑制される。長日植物では花成が促進される。菊の場合には赤色の光で伸長促進と花芽抑制される。菊を出荷するには所定の大きさになった時点で花が付くのがよく、このように生育させるには赤色のＬＥＤによって成長を助け、花が付く時期を遅らすことによって実現することができる。
【００１９】
本発明による可動式ＬＥＤ照明装置と白熱電球を用いた場合の電気代を比較すると以下の通りである。
例えば白熱電球（７５ｗ）は６ｍ×３０ｍのビニールハウス１棟当たり２０個必要であり、全体で７５Ｗ×２０個×５時間＝７５００Ｗである。１ｋＷ／ｈの電気代を２０円で計算すると、１カ月の電気代は７．５ＫＷ×２０円×３０日＝４５００円となる。白熱電球の寿命を１年とすると、１８０円×２０個×１年＝３６００円となる。
これに対し可動式ＬＥＤ照明装置では同じ畑の寸法でＬＥＤ１０個を１組として２４回路，ＬＥＤを２４０個使用し、このときの発光電力は１２Ｗである。モータなどの駆動電力は１００Ｗであるので、（１２Ｗ＋１００Ｗ）×５ｈ＝５６０Ｗであり、１カ月の電気代は０．５６ＫＷ×２０円×３０日＝３３６円である。ＬＥＤの寿命は数万時間であり、１０年以上の耐久力がある。
したがって、本発明による可動式ＬＥＤ照明装置の電気代は３３６／４５００＝７／１００となり、電気代および消耗費が格段に安価となる。
【００２０】
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、移動部の駆動機構やＬＥＤ照明部の配列はこれに限るものではなく、種々の変形を施すことが可能である。また、接触わい化部材はタオルを用いた例について説明したが、接触して植物の葉や芽などを傷めないような柔らかなものであればタオルに限定されるものではなく、他の布や柔らかなプラスチック部材などを用いることもできる。
【００２１】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、少ないＬＥＤの数で、広い範囲に栽培されている植物に対し、植物の育成に適した色の光をマンベンなく当てることができ、安価に管理ができる植物照明用のＬＥＤ照明装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による可動式ＬＥＤ照明装置の第１の実施の形態を示す概略図である。
【図２】植物（花）の畑を示す斜視図である。
【図３】図１の移動部の構造の詳細を示す断面図である。
【図４】図１の制御装置の実施の形態を示す回路ブロック図である。
【図５】本発明による可動式ＬＥＤ照明装置の第２の実施の形態を示す概略図である。
【図６】図５の移動部の構造の詳細を示す断面図である。
【図７】図５の制御装置の実施の形態を示す回路ブロック図である。
【図８】ＬＥＤ照明部の構造の一例を示す図である。
【図９】ＬＥＤ照明部の構造の他の一例を示す図である。
【符号の説明】
１，３１  制御装置
２，３６  モータ
３  ロープ
４，２８  移動部
５，３０  ＬＥＤ吊下部
６，３２  ＬＥＤ制御部
７，３４  ＬＥＤ照明部
８，３５  ＬＥＤ
９  植物
１０，２７  レール
１３，５６  支持体
１１，２５  スイッチ（１）
１２，２６  スイッチ（２）
１６ａ〜１６ｄ，４３ａ〜４３ｄ  ローラ
１７ａ〜１７ｄ，４４ａ〜４４ｃ  ローラ軸
１８  畑
１９，５７  タオル
２０  タイマ
２１，４０  コントローラ
２２  速度可変器
２３，３７  操作部
２９  充電器
３８  速度可変器
３９  バッテリー
４１  充電端子
４２  駆動軸
【図１】
2005027521.tif 000003
【図２】
2005027521.tif 000004
【図３】
2005027521.tif 000005
【図４】
2005027521.tif 000006
【図５】
2005027521.tif 000007
【図６】
2005027521.tif 000008
【図７】
2005027521.tif 000009
【図８】
2005027521.tif 000010
【図９】
2005027521.tif 000011