(57)【要約】【課題】光照射ユニットを植物の生育方向に伸縮自在として、効率よく光を照射して生産性の高い植物の栽培を達成する植物栽培装置を提供すること。【解決手段】植物Ｐを植生する植物栽培床１１０と植物栽培床１１０に隣接して張設されて植物Ｐを支持する植物支持棚１２０と植物支持棚１２０上の植物Ｐに光を照射する光照射ユニット１３０を有して人工光により植物Ｐを栽培する植物栽培装置１００であって、光照射ユニット１３０が、植物支持棚１２０の周囲を囲繞するように設置されて植物Ｐに対向する内周面に多数の発光体１３２を備える反射面１３１を形成されているとともに、植物支持棚１２０の張設される方向に伸縮自在である植物栽培装置１００。【選択図】図１
2012100591.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物を植生する植物栽培床と、該植物栽培床に隣接して張設されて植物を支持する植物支持棚と、該支持棚上の植物に光を照射する光照射ユニットを有して人工光により植物を栽培する植物栽培装置であって、
前記光照射ユニットが、
前記植物支持棚の周囲を囲繞するように設置されて、前記植物に対向する内周面に多数の発光体を備える反射面を形成されているとともに、前記植物支持棚の張設される方向に伸縮自在であることを特徴とする植物栽培装置。
【請求項２】
前記光照射ユニットの反射面が、蛇腹状の形状を呈していることを特徴とする請求項１に記載の植物栽培装置。
【請求項３】
前記光照射ユニットが、前記植物支持棚の周囲を囲繞して設置されて前記植物に対向する内周面に多数の発光体を備える反射面を形成された複数の光照射サブユニットを備えているとともに、該光照射サブユニットを入れ子状に重畳または伸張して伸縮自在であることを特徴とする請求項１に記載の植物栽培装置。
【請求項４】
前記光照射ユニットが、前記反射面に複数の管状発光体を並設されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の植物栽培装置。
【請求項５】
前記光照射ユニットが、円筒状の反射板の内面に複数の点状発光体を設けていることを特徴とする、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の植物栽培装置。
【請求項６】
前記植物支持棚がその側面に案内レールを備え、
前記光照射ユニットが該案内レールに嵌合する可動支持部材を備えていて、
前記植物支持棚の案内レールに沿って前記光照射ユニットの可動支持部材を移動させることで前記光照射ユニットが前記植物支持棚の張設方向に伸縮自在であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の植物栽培装置。
【請求項７】
前記植物支持棚が光透過性の材料で形成されているとともに前記光照射ユニットの内側に１または複数設置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の植物栽培装置。
【請求項８】
前記植物支持棚が、前記光照射ユニットの内周面に沿って複数配置されていることを特徴とする請求項７に記載の植物栽培装置。
【請求項９】
前記光照射ユニットの内周面に沿って複数配置されている植物支持棚の中央部に内側光照射ユニットが設けられていて、
該内側光照射ユニットが、前記植物と対向する外周面を多数の発光体を備える反射面として形成されているとともに、前記光照射ユニットとともに前記植物支持棚の張設方向に伸縮自在であることを特徴とする請求項８に記載の植物栽培装置。
【請求項１０】
前記光照射ユニットが前記植物支持棚の張設方向に移動することで前記植物に対する光照射範囲を設定自在であることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の植物栽培装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、野菜、果実性植物、観賞用植物などの植物を人工照明により栽培する、所謂、植物工場などに使用される植物栽培装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、野菜等の植物を水耕栽培などによって育成する植物生産の試みが盛んに行われていて、多段に設けた育成棚の各棚上にそれぞれ栽培容器を載置するとともに、各棚に設けた光照射ユニットによって、栽培容器に植えられた植物を栽培することで、植物の生育を促進させるようにした植物栽培装置が使用されている。
このような植物栽培装置では、空調された栽培室内において育成すべき植物の種類に応じて最適な環境を整えて育成棚に載置された植物の育成を行うのが通常であり、また植物栽培装置用の光照射ユニットとして各育成棚の上方に蛍光灯または高圧ナトリウムランプなどの発光体を多数配置したものが周知であった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、前述した従来の植物栽培装置に使用される光照射ユニットは多数の植物に対し上方から光を照射するものであったが、これとは別に、多列に並んだ植物の両側側面に発光体を設置して植物の側面から植物に光を照射するようにして、植物の成長にあわせて発光する発光体の数を変更するようにしたもの（例えば、特許文献２参照）や、中央の空間に載置した個々の植物に対して上方および周囲に設置したＬＥＤ等の発光体から光を照射するようにしたもの（例えば、特許文献３参照）など、植物に対する光の照射の無駄をなくして効率的に植物の育成を図ることが提案されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１０６２０８号公報（段落［００１７］ないし［００３１］、図１ないし図８）
【特許文献２】特開２００７−２７４９０５号公報（全文、全図）
【特許文献３】特開２００５−１７６６９０号公報（段落［００２６］ないし［００３０］、図６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従前より、植物栽培装置においても生産性を向上することが求められていて、光照射ユニットについてもその光量を増大させる方向にあり、光照射ユニットの光源を高出力にとしたり、光源の設置数を増加させたりする傾向にある。
しかしながら、従前の蛍光灯または高圧ナトリウムランプのような光源、すなわち発光体、として高出力のものを使用したり、その数を増加して多数の発光体を設置したりすると、光量が増大するだけではなく発光体の発生する熱量も増大するので、植物栽培装置内を植物の生育に適した温度に保持するため光照射ユニットについて別途冷却機構を設ける必要が生じてしまい、高出力化したエネルギー増分に相当するコストに加えて光照射ユニットを冷却する冷却機構を設置するスペース、およびこれを設置・運転するコストが余計に必要となるという問題があった。
【０００６】
また、植物は逐次成長してゆくものであり、植物の生育状態に応じて光を照射すべき部位や強度なども異なってくるが、従前周知のように光照射ユニットを固定したものでは、植物の成長を予定して予め植物から離間した位置に固定した光照射ユニットから光を照射することとなり、エネルギー効率を高めることは困難であるという問題があった。
さらに、植物の成長にあわせて光照射ユニットの高さを調整する高さ調整機構を備えた光照射ユニットも存在したが、この場合、高さ調整機構を設けることがコストアップにつながり、また高さ調整のための作業が増えるため、メンテナンスコストが上昇するという問題があった。
加えて、植物の成長にあわせて発光させる発光体の数を変更する場合には、予め成長した植物の大きさに対応する数の発光体を設置しておく必要があり、設置した発光体の中には、植物が成長するまで長期にわたって不使用の状態で放置されるものが生じ、稼働効率を高くできないという問題があった。
特に、カボチャ、キュウリのように成長の度合いが大きい蔓性の植物の場合、光を照射すべき照射範囲の変動が大きいので、前述したような固定型光照射ユニットにおける非効率性の問題や、予備の発光体を用意しておく場合の低稼働効率の問題が一層顕著であった。
【０００７】
本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するものであって、本発明の技術的課題、すなわち本発明の目的は、反射面を備える光照射ユニットを植物の生育方向に伸縮自在として、効率よく光を照射して生産性の高い植物の栽培を達成する植物栽培装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、植物を植生する植物栽培床と、該植物栽培床に隣接して張設されて植物を支持する植物支持棚と、該植物支持棚上の植物に光を照射する光照射ユニットを有して人工光により植物を栽培する植物栽培装置であって、前記光照射ユニットが、前記植物支持棚の周囲を囲繞するように設置されて、前記植物に対向する内周面に多数の発光体を備える反射面を形成されているとともに、前記植物支持棚の張設される方向に伸縮自在であることにより、前述した課題を解決したものである。
【０００９】
請求項２に係る発明の植物栽培装置は、請求項１に係る発明の構成に加えて、前記光照射ユニットの反射面が、蛇腹状の形状を呈していることにより、前述した課題をさらに解決したものである。
【００１０】
請求項３に係る発明の植物栽培装置は、請求項１に係る発明の構成に加えて、前記光照射ユニットが、前記植物支持棚の周囲を囲繞するように設置されて前記植物に対向する内周面に多数の発光体を備える反射面を形成された複数の光照射サブユニットを備えているとともに、該光照射サブユニットを入れ子状に重畳または伸長して伸縮自在であることにより、前述した課題をさらに解決したものである。
【００１１】
請求項４に係る発明の植物栽培装置は、請求項１ないし請求項３のいずれかに係る発明の構成に加えて、前記光照射ユニットが、前記反射面に複数の管状発光体を並設されていることにより、前述した課題をさらに解決したものである。
【００１２】
請求項５に係る発明の植物栽培装置は、請求項１ないし請求項４のいずれかに係る発明の構成に加えて、前記光照射ユニットが、前記反射面に複数の点状発光体を備えていることにより、前述した課題をさらに解決したものである。
【００１３】
請求項６に係る発明の植物栽培装置は、請求項１ないし請求項５のいずれかに係る発明の構成に加えて、前記植物支持棚がその両側面に案内レールを備え、前記光照射ユニットが該案内レールに嵌合する可動支持部材を備えていて、前記植物支持棚の案内レールに沿って前記光照射ユニットの可動支持部材が移動させることで前記光照射ユニットが前記植物支持棚の張設方向に伸縮自在であることにより、前述した課題をさらに解決したものである。
【００１４】
請求項７に係る発明の植物栽培装置は、請求項１ないし請求項６のいずれかに係る発明の構成に加えて、前記植物支持棚が光透過性の材料で形成されているとともに前記光照射ユニットの内側に１または複数設置されていることにより、前述した課題をさらに解決したものである。
【００１５】
請求項８に係る発明の植物栽培装置は、請求項７に係る発明の構成に加えて、前記植物支持棚が、前記光照射ユニットの内周面に沿って複数配置されていることにより、前述した課題をさらに解決したものである。
【００１６】
請求項９に係る発明の植物栽培装置は、請求項８に係る発明の構成に加えて、前記光照射ユニットの内周面に沿って複数配置されている植物支持棚の中央部に内側光照射ユニットが設けられていて、該内側光照射ユニットが前記植物と対向する外周面を多数の発光体を備える反射面として形成されているとともに前記光照射ユニットとともに前記植物支持棚の張設方向に伸縮自在であることにより、前述した課題を解決したものである。
【００１７】
請求項１０に係る発明の植物栽培装置は、請求項１ないし請求項９のいずれかに係る発明の構成に加えて、前記光照射ユニットが、前記植物支持棚の張設方向に移動することで前記植物に対する光照射範囲を設定自在であることにより、前述した課題を解決したものである。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に係る発明は、植物を植生する植物栽培床と、植物栽培床に隣接して張設されて植物を支持する植物支持棚と、植物支持棚上の植物に光を照射する光照射ユニットを有して人工光により植物を栽培する植物栽培装置であって、光照射ユニットが植物支持棚の周囲を囲繞するように設置されて植物に対向する内周面に多数の発光体を備える反射面を形成されているとともに植物支持棚の張設される方向に伸縮自在であることにより、従来は外部に散逸していた光を反射面により反射して、発光体から放射されるすべての光を植物に向かって照射して、大出力の発光体を使用することも発光体の数を増やすこともなく、植物に照射する光量を増大するため、発光体の発生した光エネルギーを最大限有効に活用して高い生産性で植物を栽培することができる。
特に、植物支持棚の張設される方向に伸縮自在であることにより、植物の成長に応じて光照射ユニットを伸縮させて、植物の存在しない領域に対しては光を照射せず常に植物の存在するほぼ全領域において全周囲から効率よく光を照射するため、例えば、蔓性で成長度合が大きく光照射範囲の変動する度合いが大きい植物の場合でも、無駄のなく生産性の高い植物の栽培を達成することができる。
【００１９】
請求項２に係る発明の植物栽培装置によれば、請求項１に係る発明が奏する効果に加えて、光照射ユニットの反射面が蛇腹状の形状を呈していることにより、光照射ユニットの構造を簡易な構造でも大きく伸縮するものとしているため、簡易で低コストの構造でありつつ前述したような高い生産性で植物の栽培を達成することができる。
【００２０】
請求項３に係る発明の植物栽培装置によれば、請求項１に係る発明が奏する効果に加えて、光照射ユニットが植物支持棚の周囲を囲繞するように設置されて植物に対向する内周面に多数の発光体を備える反射面を形成された複数の光照射サブユニットを備えているとともに光照射サブユニットを入れ子状に重ね合わせまたは伸長して伸縮自在であることにより、光照射ユニットを入れ子状に重畳した複数の光照射サブユニットを伸長させるような構造として自由に伸長、収縮するようにしたため、硬質の材料を使用したとしても光照射ユニットの伸縮構造を特に複雑にすることなく簡便に構成して、低コストで製作、活用することができる。
【００２１】
請求項４に係る発明の植物栽培装置によれば、請求項１ないし請求項３のいずれかに係る発明の奏する効果に加えて、光照射ユニットが反射面に複数の管状発光体を並設されていることにより、発光体としてＨＥＦＬなど、従前植物栽培装置の光源として知られている高効率の管状発光体を反射面に並設して光照射ユニットを構成するため、植物の栽培に必要な光量、波長の光を充分確保して、生産性高く良好に植物を栽培することができる。
【００２２】
請求項５に係る発明の植物栽培装置によれば、請求項１にないし請求項４のいずれかに係る発明の奏する効果に加えて、光照射ユニットが反射面に複数の点状発光体を備えていることにより、反射面に設置する発光体の設置数、配置、分布などを決定する自由度が格段に拡張するため、栽培する植物の種類、生育状態に適合した光照射ユニットおよびこれを使用した植物栽培装置をより好適に製作、活用することができる。
【００２３】
請求項６に係る発明の植物栽培装置によれば、請求項１ないし請求項５のいずれかに係る発明の奏する効果に加えて、植物支持棚がその両側面に案内レールを備え、光照射ユニットが案内レールに嵌合する可動支持部材を備えていて、植物支持棚の案内レールに沿って光照射ユニットの可動支持部材が移動することで光照射ユニットが植物支持棚の張設方向に伸縮自在であることにより、光照射ユニットを伸縮する構造として別途外部機構を設けることなく、案内レールおよびこれに沿って移動自在な可動支持部材とより構成される簡便な構造により光照射ユニットを伸縮、移動自在に支持するため、植物栽培装置の構造を大幅に複雑にすることなく、低コストで前述したような植物の生育状態に適した光照射を実現することができる。
【００２４】
請求項７に係る発明の植物栽培装置によれば、請求項１ないし請求項６のいずれかに係る発明が奏する効果に加えて、植物支持棚が光透過性の材料で形成されているとともに光照射ユニットの内側に１または複数設置されていることにより、植物支持棚が植物に対する光照射の妨げとなることなく植物の葉裏面にも光が照射されるため、植物が偏って成長することなく良好に育成されるとともに、単一の光照射ユニットにより１または複数の植物に対して光を照射するため、例えば、光照射ユニットの大きさに比べて小型の植物を栽培する場合にも、発光体の発する光を無駄にすることなく複数の植物に照射することで有効に活用して効率的な植物の栽培を達成することができる。
【００２５】
請求項８に係る発明の植物栽培装置によれば、請求項７に係る発明が奏する効果に加えて、植物支持棚が光照射ユニットの内周面に沿って複数配置されていることにより、光照射ユニット内部の空間を無駄なく有効に活用して植物支持棚を配置して植物を育成するため、発光体の発する光を一層効率的に活用して生産性高く植物を栽培することができる。
【００２６】
請求項９に係る発明の植物栽培装置によれば、請求項８に係る発明が奏する効果に加えて、光照射ユニットの内周面に沿って複数配置されている植物支持棚の中央部に内側光照射ユニットが設けられていて、内側光照射ユニットが植物と対向する外周面を多数の発光体を備える反射面として形成されているとともに、光照射ユニットとともに植物支持棚の張設方向に伸縮自在であることにより、立体的に空間効率高く配置されて栽培される植物に対し外周側と内周側との両側から光が照射されるため、植物の茎葉部に影が生ずることが解消されてほとんどすべての茎葉に光が照射されて、さらに一層植物を偏りなく良好に、しかも生産性の高い植物の栽培を達成することができる。
また、内側光照射ユニットについても反射板を利用した低出力高効率のものとしているので、発光体の発する熱の影響を大幅に限り低減することができる。
【００２７】
請求項１０に係る発明の植物栽培装置によれば、請求項１ないし請求項９のいずれかに係る発明が奏する効果に加えて、光照射ユニットが植物支持棚の張設方向に移動可能であって植物に対する光照射範囲を設定自在であることにより、光照射ユニットが植物支持棚の伸張方向に伸縮かつ移動自在であることで、例えば、植物の生育により根元部分には葉が少なくなって光を照射する必要が乏しくなった場合には、光照射ユニットを根元部分から光合成の盛んな葉茎が存在する蔓先方向の部分へ移動して、光合成の盛んな領域に対してのみ光を照射するというように、光照射ユニットの位置および幅の双方を好適に変更して、植物の生育状態に応じた好適な位置および領域に対して光を照射するため、植物に対し一層効率的に光を照射することができて、植物を良好かつ効率的に栽培することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施例である植物栽培装置の概略図。
【図２】図１に示す植物栽培装置の植物が成長したときの使用態様図。
【図３】本発明の第２実施例である植物栽培装置の概略図。
【図４】本発明の第３実施例である植物栽培装置の概略図。
【図５】図４に示す植物栽培装置の側面図。
【図６】図４に示す植物栽培装置のＩ−Ｉ断面矢視図
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明は、植物を植生する植物栽培床と植物栽培床に隣接して張設されて植物を支持する植物支持棚と植物支持棚上の植物に光を照射する光照射ユニットを有して人工光により植物を栽培する植物栽培装置であって、光照射ユニットが植物支持棚の周囲を囲繞するように設置されて植物に対向する内周面に多数の発光体を備える反射面を形成されているとともに植物支持棚の張設される方向に伸縮自在であることにより、反射面を備える光照射ユニットを植物の生育方向に伸縮自在として、効率よく光を照射して生産性の高い植物の栽培を達成するものであれば、その具体的な態様はいかなるものであっても構わない。
【００３０】
すなわち、本発明の植物栽培装置に使用される植物栽培床は、培土を充填した育種ポットに植物を植生して育成する培土型の栽培床でも、また水耕栽培に使用されるような養液の貯留された栽培トレイの上部に育苗ベッドを配置して当該育苗ベッドに植物を植生する水耕栽培型の栽培床であっても、いずれでも構わない。
【００３１】
また、本発明の植物栽培装置に使用される発光体は、蛍光灯、特にＨＥＦＬ(ハイブリッド電極蛍光管)のような管状発光体でも、ＬＥＤのような点状発光体でもよいし、また有機ＥＬのような面状発光体を使用してもよい。
さらに、本発明で使用される光照射ユニットは、植物と対向する内周面に植物の生育に寄与する波長の光を反射する反射面を形成するものであれば、金属板、合成樹脂板のような剛性の板材、箔体、可撓性で柔軟なシートなど、いかなるものでも構わない。
具体的には、塩化ビニルシートあるいは発泡スチロールからなる板材またはシート材の表面に反射面となる鏡面を張付、蒸着などの手法により形成したものや、金属板の内面を鏡面研磨した後に梨地状に加工したものなどを使用してもよい。
【００３２】
次に、植物支持棚に対して光照射ユニットを伸縮させる機構としては、植物支持棚の側面に設置した案内レールに対し、光照射ユニット側に設けた可動支持部材を自在に移動するような機構を設けてもよいが、特にこのような案内レールおよび可動支持部材とより構成される移動機構である必要はなく、光照射ユニットの上部または両側部に、植物支持棚の伸張方向にワイヤ等の線状部材を張設しておき、当該線条部材に対し摺動自在な環状部材を光照射ユニット側に設置して、光照射ユニットを張設したワイヤに沿って摺動するようにしても構わない。
さらに、本発明で使用される光照射ユニットは、人手により伸長、収縮させてもよいが、例えば、植物の成長端側の端部にウィンチ等の牽引機構を設けて、機械的に作動するようにしても構わない。
【００３３】
また、植物支持棚は、水平方向に張設されるものでもよいが、垂直方向に張設されるものであってもよい。また、蔓が絡みつくような植物を栽培する場合には、ワイヤ、ポールなどの線状材料を水平または垂直に張設したものでも構わない。
さらに、板状の植物支持棚を使用する場合には、透明アクリル板、板状の金網など、光を透過する材料を使用すると、植物に対して光を遮蔽することなく裏面側からも光を照射できるため、さらに有効である。
加えて、構造を単純化する場合には、自立性を有する程度の剛性を備えたアルミニウム箔を円筒型を呈する提灯状に折り畳んで反射面を形成して、折り畳んだ反射面の内側面、場合によっては骨組みとなる環状骨組部材に、発光体を接着剤などで貼り付けるだけのものとし、人手により伸長、収縮させるものとしても、植物栽培装置用の光照射ユニットとして充分機能させることができる。
【００３４】
なお、発光体および反射板を拡縮自在とするとともに、照射対象となる植物と発光体との距離に応じて照射する光の光量を調整するようにすると、植物栽培装置をより生産性の高いものとすることができる。
さらに、予め異なる波長の光を発生する複数種類の発光体を設置しておいて、照射すべき光の波長を適宜選定して発光するようにすると、光合成のみならず、花芽形成、発芽、節間伸張、結実など、植物の成長段階において必要となる波長の光を照射することができるので、植物栽培装置の用途を格段に拡張することができる。
【実施例１】
【００３５】
本発明の第１実施例である植物栽培装置１００を図１および図２に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１実施例である植物栽培装置１００の概略図であり、図２は、図１に示す植物栽培装置１００において植物が成長したときの使用態様図である。
【００３６】
本発明の第１実施例である植物栽培装置１００は、図１に示されるように、一端側に植物Ｐを植生する植物栽培床１１０を配置し、この植物栽培床１１０に隣接して当該栽培床１１０から側方に張設された金網状の植物支持棚１２０と、植物支持棚１２０に支持されている植物Ｐに光を照射する光照射ユニット１３０を有している。
したがって、植物栽培床１１０に植生された植物Ｐは、成長するにつれて金網状の植物支持棚１２０に沿って蔓を延ばしてゆき、蔓に沿って葉を繁らせ、花を咲かせ、結実する。
【００３７】
また、植物支持棚１２０は、栽培棚主支持部材１１１と支持棚支持部材１２２との間に張設、支持されていて、その両側面に備える案内レール１２１により、後述する光照射ユニット１３０を植物支持棚１２０の張設方向に移動自在に支持している。
光照射ユニット１３０は、全体として円筒型の提灯形状を呈するものであり、複数ある小径部分に環状の環状骨組部材１３１を備えていて、この環状骨組部材１３１に変形可能に折曲されて構成される周壁を支持・固定して、全体として伸縮可能とされている。
当該環状骨組部材１３１の内周側には、ＨＥＦＬなどの管状発光体１３３と、内側に突出して可動支持部材１３４が設けられている。
【００３８】
可動支持部材１３４は、前述した植物支持棚１２０の側面に設置した案内レール１２１の溝部に摺動自在に嵌入していて、案内レール１２１の張設方向に自由に移動する。
なお、光照射ユニット１３０に対しては、植物栽培床１１０、植物支持棚１２０および光照射ユニット１３０の一端を支持固定する栽培床主支持部材１１１を経由して、電源回路ＥＳから給電されている。
光照射ユニット１３０は、この植物Ｐを支持する植物支持棚１２０に沿って、植物支持棚１２０上の植物の全周を囲繞するように設置されていて、内側の植物Ｐと対向する面が管状発光体１３３を備える反射面１３２とされているので、管状発光体１３３から放射された光が外に散逸することなく植物Ｐの外周全体に照射されるので、管状発光体１３３から放射された光は無駄なく植物Ｐの生育に活用される。
【００３９】
また、植物Ｐが成長したときは、図２に示されているように、植物Ｐの成長に応じて光照射ユニット１３０を伸張させて植物Ｐの全周面を囲繞して光を照射させるので、管状発光体１３３から放射される光を植物Ｐの全体に照射させる。
図１および図２から理解されるように、植物Ｐの生育状態に応じて光照射ユニット１３０による光照射領域を変更して、常に全周面から植物Ｐの全体に対し光が照射されるので、どの場所に位置する葉茎、果実等に対しても満遍なく光が照射されて、例えば植物Ｐの上方の葉の影により下方の葉において充分な光合成ができない、というようなことなどが極力解消されて、生産性よく植物を育成させることができる。
また、管状発光体１３３の外側を反射板１２０で囲繞しているので、管状発光体１３３から外方に向けて放射された光も反射板１２０により反射されて植物Ｐに照射されるので、管状発光体１３３で発生した光が外部に散逸してしまうことはなく、ほとんどの光を無駄なく植物Ｐの栽培に役立てることができる。
【００４０】
なお、植物支持棚１２０は必ずしも板状の金網で形成する必要はなく、アクリル等の透明な板状体で形成すると、植物支持棚１２０の裏側からも光を照射することができて影が生ずることが防がれるので植物を偏りなく良好に生育させることができる。
また、蔓性の植物で植物支持棚１２０に絡みつく性質を備えるものを栽培する場合には、ワイヤ、ポールなどの線状材料を張設して植物支持棚１２０としておき、この線状部材に蔓を絡めるようにしておいても、植物Ｐの全表面に光照射ユニット１３０からの光が照射されて、植物Ｐを偏りなく良好に栽培することができる。
さらに、電源回路ＥＣにおいて点灯数、光量などを調整するとともに、予め異なる波長の光を発生する複数種類の管状発光体１３３を設置しておいて照射すべき光の波長に対応する管状発光体１３３を選択的に点灯するようにすると、光合成のみならず、花芽形成、発芽、節間伸張、結実など、植物の成長段階において必要となる波長の光に適合した管状発光体１３３を点灯し、必要とされる光を照射するようにすると、植物栽培装置１００の用途を格段に拡張することができる。
【実施例２】
【００４１】
次に、本発明の第２実施例である植物栽培装置２００を図３に基づいて説明する。
図３は、本発明の第２実施例である植物栽培装置２００の概略図である。
本第２実施例の植物栽培装置２００は、前述した第１実施例の植物栽培装置１００において、光照射ユニット２３０として、複数の光照射サブユニット２４０を入れ子状に重畳配置してこれを重畳状体としたり伸長状態としたりして伸縮自在とするとともに、発光体として多数の点状発光体２４３を使用するようにしたものであり、その他の点は第１実施例の植物栽培装置１００と同様であるので、対応する部分については下２桁を同様とした２００番代の符号を付して記載するのみとして詳細な説明は省略する。
【００４２】
本第２実施例の植物栽培装置２００では、光照射ユニット２３０を複数のサブ光照射ユニット１４０から構成している。
各サブ光照射ユニット２４０は植物栽培床２１０に近い側がその径を最大とするものであって、順次小径のものが配置されて、最小径のものが最も先端まで移動するものである。
各光照射サブユニット２４０は、入れ子状に重畳して設けられ、それぞれ、植物支持棚２２０に設けられた案内レール２２１と嵌合する可動支持部材２４４が内側に向けて突設されているとともに、大径側のサブ光照射ユニット２４０の可動支持部材２４４を挿通する箇所に長幅の支持部挿通長孔２４５が刻設されていて、小径側サブ光照射ユニット２４０に刻設された支持部挿通長孔２４５に隣接する大径側サブ光照射ユニット２４０に設けた可動支持部材２４４を挿通して、案内レール２２１に移動自在に嵌合されている。
したがって、各サブ光照射ユニット２４０は、それぞれの可動支持部２４４および支持部挿通孔２４５を介して隣接する大径側の可動支持部材２４４により、案内レール２２１に対して可動に支持されている。
【００４３】
そして、植物栽培床２１０に隣接する最大径のサブ光照射ユニット２４０は、栽培床主支持部材２１１に固定されているが、それ以外のサブ光照射ユニット２４０は、植物支持棚２２０の伸張方向に支持部挿通長孔２４５の長さの範囲で相対移動が可能であり、全体として相当広範に伸縮することができる。
また、図２に示されているのは、蔓性の植物Ｐを水平方向に這わせて栽培するものであるが、水平方向に這わせる植物Ｐのみならず、例えば、圃場等の栽培地に植えられて垂直方向に生育する植物Ｐに対しても、ワイヤ状または金網状の植物支持棚２２０を垂直方向に張設しておき、これに沿って上方から光照射ユニット２３０を吊下げて植物Ｐに被せて使用することもできる。
【００４４】
さらに、本第２実施例の植物栽培装置２００に使用される光照射ユニット２３０では、多数の点状発光体２４３を、各サブ光照射ユニット２４０の反射面２４２に設置しているので、複数種類のＬＥＤなどの点状発光体２４３を設置しておき、植物Ｐの生育状態に応じて発光させる点状発光体２４３を適宜に選定・駆動して照射する光の波長を適宜選定するようにすれば、成長期、開花期、結実期等の植物Ｐの生育状態に応じた光照射が可能となることも、前述した第１実施例の場合と同様である。
【００４５】
なお、上述した第１実施例または第２実施例においては、光照射ユニット１３０、２３０の植物栽培床１１０、２１０側を栽培床主支持部材１１１、２１１に固定しているが、当該商物栽培床１１０、２１０側の端部についても、可動支持部材を設けるなどして案内レール１２１、２２１上を移動可能なものとし、葉が無くなって光合成がほとんど行われていない根元部分から光照射ユニット１３０、２３０を移動して、葉の繁っていて光合成の盛んな領域について光照射ユニット１３０、２３０を位置させてこの部分に光照射するようにして、光照射する意味の低い箇所から光照射ユニット１３０、２３０を移動させて使用すると、光照射エネルギーをさらに有効に活用することができる。
【００４６】
以上のようにして得られた本発明の第１実施例である植物栽培装置１００または第２実施例である植物栽培装置２００は、植物Ｐを植生する植物栽培床１１０、２１０と植物栽培床１１０、２１０に隣接して張設されて植物を支持する植物支持棚１２０、２２０と、植物Ｐに光を照射する光照射ユニット１３０、２３０を有して人工光により植物Ｐを栽培する植物栽培装置１００、２００であって、光照射ユニット１３０、２３０が光を透過する材料で形成された植物支持棚１２０、２２０の周囲を囲繞するように設置されて植物Ｐに対向する内周面に多数の管状発光体１３３若しくは点状発光体２４３を備える反射面１３２、２４２を形成されているとともに植物支持棚１２０、２２０の張設される方向に伸縮自在であることにより、発光体１３３、２４３を設けた反射面１３２、２４２を植物Ｐを囲繞するように設置したというだけの簡易な構造でありながら、植物Ｐの全表面に光を照射して生産性の高い植物の栽培を達成できるとともに、管状発光体１３３若しくは点状発光体２４３の出力を上げることも数を増加することもなく植物に照射する光量を増大させるため、これら発光体１３３、２４３の発生した光エネルギーを最大限有効に活用して高い生産性で植物Ｐを栽培することができる。
【００４７】
特に、蔓性の植物Ｐで、成長過程における長さの変化が著しい植物Ｐであっても、その成長に応じて光照射ユニット１３０、２３０を伸縮させて栽培している植物Ｐの長さに応じた領域に対して光を照射するため、植物Ｐの形態、成長段階にかかわらず常に植物Ｐの全体に対して光照射を実行して植物Ｐを高い生産性で栽培することができるなど、その効果は甚大である。
【実施例３】
【００４８】
次に、本発明の第３実施例である植物栽培装置３００について、図４ないし図６に基づいて以下に説明する。
図４は、本発明の第３実施例である植物栽培装置の概略図であり、図５は、図４に示す植物栽培装置の側面図であり、図６は、図４に示す植物栽培装置のＩ−Ｉ断面矢視図である。
【００４９】
本第３実施例の植物栽培装置３００は、前述した第１実施例または第２実施例の植物栽培装置１００、２００と比べて、植物支持棚３２０を複数、光照射ユニットの内周面に沿って配置するとともに、光照射ユニット３３０を、第１実施例および第２実施例と同様に外周側に設けたのみならず、植物栽培棚３２０の内側にも内側光照射ユニット３５０を設置したものである。
また、光照射ユニット３３０および内側光照射ユニット３５０において、それぞれの反射面３３２、３５２を可撓性の素材を使用して蛇腹状に形成して伸縮自在としている。
第３実施例である植物栽培装置３００において、その他の部分は前述した第１実施例の栽培装置と同様であるので、対応する部分については下２桁を同様とする３００番代の符号を付して記載するのみとして詳細な説明は省略する。
【００５０】
本第３実施例の植物栽培装置３００は、栽培床主支持部材３１１、栽培床副支持部材３１２および栽培床側支持部材３１３などを使用して上下、左右の４か所に栽培床を設置し、これらの植物栽培床３１０に隣接してそれぞれ植物支持棚３２０を設置している。
なお、本第３実施例では植物栽培床３１０と植物支持棚３２０とを対にして４つ設置しているが、例えば、上下の植物支持棚３２０に対して植物栽培床３１０を共通化するというように、植物栽培床３１０の数を植物支持棚３２０より少なくすることもできる。
【００５１】
また、これらの植物支持棚３２０を囲繞するように、植物Ｐに対向する内周面に多数の点状発光体３３３を備える反射面３３２を形成した光照射ユニット３３０を設置している。
本第３実施例に使用される光照射ユニット３３０においては、例えば、塩化ビニル等の可撓性樹脂シートの内面をアルミ蒸着等の方法で光を反射するように加工した素材を使用して反射面３３２として形成して、当該反射面３３２に、例えば、凹状に窪んだ箇所に多数の点状発光体３３３を並べて配置して、伸縮自在の光照射ユニット３３０としている。
なお、図示を省略しているが、本第３実施例でも、可動支持部材３３４を設置する環状骨組部材３３１を備えていて、当該環状骨組部材３３１に上記の可撓性樹脂シートよりなる反射面３３２が固定されている。
【００５２】
さらに、本第３実施例の植物栽培装置３００では、前述したように上下、左右に配置した植物支持棚３２０の中央部分に、内側光照射ユニット３５０を設置している。
この内側光照射ユニット３５０は、光照射ユニット３３０の反射面３３２と同様の素材で形成されていて、略円筒状の蛇腹状構造を呈する形状となっている。
内側光照射ユニット３５０も、その反射面３５２の窪んだ箇所に点状発光体３５３を多数配置されていて、前述した光照射ユニット３３０と同様に植物支持棚３２０の伸長方向に伸縮自在な構造となっている。
また、光照射ユニット３３０と内側光照射ユニット３５０とを先端部において連結して一体に動作させるようにしているので、植物Ｐの成長に伴って生ずる両光照射ユニット３３０、３５０を伸長または収縮させる作業を一層簡便に行うことができる。
もちろん、作業の手間を問題としないのであれば、光照射ユニット３３０と内側光照射ユニット３５０とを別々に伸縮させても構わない。
【００５３】
したがって、本第３実施例の植物栽培装置３００では、植物支持棚３２０が、光照射ユニット３３０と内側光照射ユニット３５０との間に両光照射ユニット３３０、３５０の周方向に配置されているので、何れの植物載置棚３２０に支持される植物Ｐに対しても、全方向から満遍なく光が照射されて植物Ｐの表面に影が生じないので、点状発光体３３３、３５３から放射された光が、最大限に植物Ｐの生育に活用されることとなる。
また、内外に反射面３３２、３５２が存在することにより外部に散逸する光が最小限に抑えられてほとんど無駄が生ぜず、また両光照射ユニット３３０、３５０内の空間を有効に活用するように複数配置された植物支持棚３２０によりさらに多数の植物Ｐを栽培することが可能となるので、植物栽培装置３００の生産性を一段と向上するものである。
【００５４】
なお、光照射ユニット３３０、内側光照射ユニット３５０は、必ずしも植物支持棚３２０の側面に設けた案内レール３２１に支持、移動されるものである必要はなく、例えば、外側の光照射ユニット３３０の両側あるいは上下に張設したワイヤに小円環を介して移動自在に吊下しておき、当該ワイヤに沿って移動するようにしてもよいし、また、内側光照射ユニット３５０の場合には、円筒状の内側面において上下の位置にポール状部材を水平に延設しておき、当該ポールに対して摺動するようにしてもよい。
【００５５】
以上のように構成される本第３実施例の植物栽培装置３００は、植物支持棚３２０が光照射ユニット３３０の内周面に沿って円周状に複数配置されているとともに複数配置された植物支持棚３２０の中央部に内側光照射ユニット３５０が設けられていて、内側光照射ユニット３５０が植物Ｐと対向する外周面を多数の点状発光体３５３を備える反射面３５２として形成されているとともに光照射ユニット３３０と結合して植物支持棚３２０の張設方向に伸縮自在であることにより、前述した第１実施例または第２実施例の奏する効果に加えて、外側の光照射ユニットの内周面に沿って植物支持棚３２０を設置しているので、植物栽培装置３００内の空間を効率的に活用して栽培する植物Ｐの数を増加するので、一層効率よく植物を生育させることができる。
また、複数存在する植物載置棚３２０の内側にも、内側光照射ユニット３５０を配置して、植物支持棚３２０の内側からも光を照射するので、何れの植物支持棚３２０に存在する植物Ｐに対しても全ての方向から光を照射して茎葉部に影を生ずることがないので、植物Ｐを不ぞろいなく良好に育成することができるなど、その効果は甚大である。
【符号の説明】
【００５６】
１００、２００、３００      ・・・  植物栽培装置
１１０、２１０、３１０      ・・・  植物栽培床
１１１、２１１、３１１      ・・・  栽培床主支持部材
１１２、２１２、３１２      ・・・  栽培床副支持部材
３１３      ・・・  栽培床側支持部材
１２０、２２０、３２０      ・・・  植物支持棚
１２１、２２１、３２１      ・・・  案内レール
１２２、２２２、３２２      ・・・  支持棚支持部材
３２３      ・・・  支持棚副支持部材
１３０、２３０、３３０      ・・・  光照射ユニット
１３１、２３１、３３１      ・・・  環状骨組部材
１３２、２４２、３３２      ・・・  反射面
１３３                      ・・・  管状発光体
２４３、３３３      ・・・  点状発光体
１３４、２４４、３３４      ・・・  可動支持部材
２４０              ・・・  光照射サブユニット
２４５              ・・・  支持部挿通長孔
３５０      ・・・  内側光照射ユニット
３５２      ・・・  反射面
３５３      ・・・  点状発光体
３５４      ・・・  可動支持部材
Ｐ                      ・・・植物
ＥＳ                    ・・・電源回路  
【図１】
2012100591.tif 000003
【図２】
2012100591.tif 000004
【図３】
2012100591.tif 000005
【図４】
2012100591.tif 000006
【図５】
2012100591.tif 000007
【図６】
2012100591.tif 000008