特許 6854476 植物栽培装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6854476

(24)【登録日】2021年3月18日

(45)【発行日】2021年4月7日

(54)【発明の名称】植物栽培装置

(51)【国際特許分類】

   A01G 31/04 20060101AFI20210329BHJP

   A01G 9/00 20180101ALI20210329BHJP

【ＦＩ】

   A01G31/04 A

   A01G9/00 C

【請求項の数】7

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2016-215517(P2016-215517)

(22)【出願日】2016年11月2日

(65)【公開番号】特開2018-68254(P2018-68254A)

(43)【公開日】2018年5月10日

【審査請求日】2019年7月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】302060926

【氏名又は名称】株式会社フジタ

(73)【特許権者】

【識別番号】504237050

【氏名又は名称】独立行政法人国立高等専門学校機構

(74)【代理人】

【識別番号】100071205

【弁理士】

【氏名又は名称】野本 陽一

(74)【代理人】

【識別番号】100179970

【弁理士】

【氏名又は名称】桐山 大

(72)【発明者】

【氏名】菅原 玲子

(72)【発明者】

【氏名】小林 紀子

(72)【発明者】

【氏名】岡本 修

(72)【発明者】

【氏名】柴田 裕一

【審査官】 吉田 英一

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０２−１６３０１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５３２３５６７（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ０１Ｇ ３１／０４

Ａ０１Ｇ ９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

栽培架台と、前記栽培架台の両端が着脱可能に取り付けられるとともに、養液が貯留される養液槽とを有する植物栽培装置において、
前記栽培架台は、前記養液槽の養液に浸潤するように植物を収容する複数の枠体と、隣接する枠体の間を連結する伸縮自在な複数の伸縮部とを有し、
前記栽培架台の両端は、前記伸縮部の伸縮方向と交差する方向へ向けて移動可能とされ、
前記養液槽は、養液が貯留される養液槽本体と、前記栽培架台の移動を誘導する誘導部とを有し、
前記誘導部は、前記伸縮部の伸縮方向に対して所要の角度をもって傾斜し、かつ前記養液槽の内側を横切るように配置され、
前記栽培架台は、一端が前記養液槽本体に着脱可能に取り付けられるとともに、他端が前記誘導部に着脱可能に取り付けられることを特徴とする植物栽培装置。

【請求項2】

請求項１に記載の植物栽培装置において、
前記誘導部は、前記養液槽の互いに対向する一対の側壁の外側に配置される一対の支持部と、前記支持部に巻きつけられ、前記伸縮部の伸縮方向に対して前記所要の角度をもって傾斜する方向へ向けて移動可能な環状の誘導部本体とからなることを特徴とする植物栽培装置。

【請求項3】

請求項２に記載の植物栽培装置において、
前記支持部は、少なくとも一つが回転駆動部であり、この回転駆動部が回転することによって前記誘導部本体が前記伸縮部の伸縮方向に対して前記所要の角度をもって傾斜する方向へ向けて移動し、前記誘導部本体の移動に伴って、前記伸縮部が伸長し、複数の前記栽培架台が前記伸縮部の伸長方向と交差する方向へ移動することを特徴とする植物栽培装置。

【請求項4】

請求項３に記載の植物栽培装置において、
前記回転駆動部は、滑車であるとともに、前記誘導部本体は、前記滑車に巻き掛けられた循環移動体であることを特徴とする植物栽培装置。

【請求項5】

請求項１ないし４のいずれか１項に記載の植物栽培装置において、
前記伸縮部には、前記伸縮部の伸縮にともなって伸縮する遮光シートが取り付けられることを特徴とする植物栽培装置。

【請求項6】

請求項１ないし５のいずれか１項に記載の植物栽培装置において、
前記栽培架台は、前記伸縮部の伸縮方向と交差する方向に複数が配置され、
前記養液槽には、前記栽培架台と前記伸縮部の伸縮方向に対して交差する方向において隣接する栽培架台との間隔を広げ、前記伸縮部と同一方向に伸縮する遮光板が着脱可能に装着されることを特徴とする植物栽培装置。

【請求項7】

請求項１ないし６のいずれか１項に記載の植物栽培装置において、
前記栽培架台の両端には、前記養液槽本体の内面と接触可能な摺動体が固定されるとともに、
前記枠体には、前記養液槽の底部側に向けて延在し、先端が前記養液槽の底部と接触可能とすることで前記栽培架台を支持する摺動支持体が固定されることを特徴とする植物栽培装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、養液を用いて植物を栽培する植物栽培装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、一般的な植物栽培装置５１０としては、図７に示すように、養液５４４が貯留された養液槽５４０と、この養液槽５４０の上側を覆うように配置されたパネル５８０と、このパネル５８０に所要の間隔をもって形成され、植物を保持する複数の孔部５８１とを備えたものが知られている。

【0003】

この植物栽培装置５１０によれば、植物の生長段階に応じて、孔部５８１同士の間隔が広い他の植物栽培装置５１０に植物を移植することで、植物同士の間隔を調整することができる。これにより、植物が小さいときには、孔部５８１同士の間隔が狭い植物栽培装置５１０に植え付けることで、植物栽培装置５１０の空間の利用効率を向上させ、植物が大きくなったときには、孔部５８１同士の間隔が広い植物栽培装置５１０に移植することで、植物同士が接触することを防止する。

【0004】

しかし、上記植物栽培装置５１０は、植物の生長に応じて、その都度、植物を孔部５８１から取り外し、別の植物栽培装置５１０に移植しなければならず、作業負担が大きい。

【0005】

また、上記移植作業は、植物を傷めないよう丁寧に他の植物栽培装置５１０へ移植しなければならないため、細心の注意を払う必要があり、多くの作業時間を要する。

【0006】

そして、移植作業の作業負担が大きくなること、移植作業の作業時間が多くなることに比例して、植物の生産コストに占める人件費の割合が高くなる。

【0007】

これらの課題に対して、特許文献１に記載の装置が提案されているが、この装置は、サイズが大きく高価であるため、規模の大きな栽培施設でしか採用することができない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開平７−１４７８５７

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、個々の植物を傷めることなく、少ない作業負担及び作業時間で植物同士の間隔を容易に調整することができ、かつ、規模の小さな栽培施設であっても採用することができ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】

【0010】

上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、本発明の植物栽培装置は、栽培架台と、前記栽培架台の両端が着脱可能に取り付けられるとともに、養液が貯留された養液槽とを有する植物栽培装置において、前記栽培架台は、前記養液槽の養液に浸潤するように植物を収容する複数の枠体と、隣接する枠体の間を連結する伸縮自在な複数の伸縮部とを有し、前記栽培架台の両端は、前記伸縮部の伸縮方向と交差する方向へ向けて移動可能とされ、前記養液槽は、養液が貯留される養液槽本体と、前記栽培架台の移動を誘導する誘導部とを有し、前記誘導部は、前記伸縮部の伸縮方向に対して所要の角度をもって傾斜し、かつ前記養液槽の内側を横切るように配置され、前記栽培架台は、一端が前記養液槽本体に着脱可能に取り付けられるとともに、他端が前記誘導部に着脱可能に取り付けられることを特徴とする。

【0012】

また、本発明において好ましくは、前記誘導部は、前記養液槽の互いに対向する一対の側壁の外側に配置される一対の支持部と、前記支持部に巻きつけられ、前記伸縮部の伸縮方向に対して前記所要の角度をもって傾斜する方向へ向けて移動可能な環状の誘導部本体とからなるものである。

【0013】

また、本発明において好ましくは、前記支持部は、少なくとも一つが回転駆動部であり、この回転駆動部が回転することによって前記誘導部本体が前記伸縮部の伸縮方向に対して所要の角度をもって傾斜する方向へ向けて移動し、前記誘導部本体の移動に伴って、前記伸縮部が伸長し、前記複数の栽培架台が前記伸縮部の伸長方向と交差する方向へ移動してなるものである。

【0014】

また、本発明において好ましくは、前記回転駆動部は、滑車であるとともに、前記誘導部本体は、前記滑車に巻き掛けられた循環移動体からなるものである。

【0015】

また、本発明において好ましくは、前記伸縮部には、前記伸縮部の伸縮にともなって伸縮する遮光シートが取り付けられてなるものである。

【0016】

また、本発明において好ましくは、前記栽培架台は、前記伸縮部の伸縮方向と交差する方向に複数が配置され、前記養液槽には、前記栽培架台と前記伸縮部の伸縮方向に対して交差する方向において隣接する栽培架台との間隔を広げ、前記伸縮部と同一方向に伸縮する遮光板が着脱可能に装着されてなるものである。

【0017】

また、本発明において好ましくは、前記栽培架台の両端には、前記養液槽本体の内面と接触可能な摺動体が固定されているとともに、前記枠体には、前記養液槽の底部側に向けて延在し、先端が前記養液槽の底部と接触可能とすることで前記栽培架台を支持する摺動支持体が固定されてなるものである。

【発明の効果】

【0018】

本発明の植物栽培装置によれば、個々の植物を他の栽培架台に移植させることなく、大きさの異なる養液槽に栽培架台を移動させることができるため、個々の植物を傷めることなく、少ない作業負担及び作業時間で植物同士の間隔を容易に調整することができる。

【0019】

また、本発明の植物栽培装置は、栽培架台や養液槽について、サイズの小さいものや安価なものを適宜選択することができるため、規模が小さな栽培施設であっても採用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の第一実施形態に係る植物栽培装置を示すもので、（ａ）は、養液槽に栽培架台を取り付けた状態を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）における養液槽よりも大きい養液槽に栽培架台を取り付けた状態を示す平面図である。

【図2】本発明の第一実施形態に係る植物栽培装置を示すもので、（ａ）は、栽培架台の平面図を示し、（ｂ）は、（ａ）における栽培架台の伸縮部が伸長した状態を示す平面図であり、（ｃ）は、栽培架台を養液槽に装着した状態を示す断面図である。

【図3】本発明の第二実施形態に係る植物栽培装置を示す平面図である。

【図4】本発明の第二実施形態に係る植物栽培装置を示すもので、（ａ）は、栽培架台を示す平面図であり、（ｂ）は、栽培架台を養液槽に取り付けた状態を示す断面図である。

【図5】本発明の第三実施形態に係る植物栽培装置を示す平面図である。

【図6】本発明の第三実施形態に係る植物栽培装置の摺動支持体を示すもので、（ａ）は、摺動支持体の全体を示す平面図であり、（ｂ）は、栽培架台を枠体に固定し、栽培架台を養液槽に取り付けた状態を示す断面図であり、（ｃ）は、摺動支持体の他の態様を示す斜視図である。

【図7】従来技術に係る植物栽培装置の示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下において、本発明に係る植物栽培装置１０の第一実施形態について、図面に基づいて説明する。図１（ａ）及び図２（ｃ）は、複数の栽培架台２０と、この複数の栽培架台２０が着脱可能に取り付けられるとともに、養液４４が貯留された養液槽４０とを備えた本実施形態に係る植物栽培装置１０を示す。

【0022】

栽培架台２０は、図２に示すように、不図示のレタス等といった植物をウレタンスポンジ培地３１を介して保持する複数の枠体３０と、これらの枠体３０の間に装着された複数の伸縮部３２と、栽培架台２０の両端に位置するとともに、伸縮部３２の一端に装着されることで、後述する養液槽４０に取り付けられる取付部３３とを備える。

【0023】

枠体３０は、平面略方形をなすものであって、この枠体３０の内部には、植物を植え付けるウレタンスポンジ培地３１が固定されている。この枠体３０は、ウレタンスポンジ培地３１に植え付けられた植物の根に養液４４を十分に浸透させることができ、その容積は、植物の根が十分生長できるように設定されている。

【0024】

伸縮部３２は、伸縮可能なトングアーム機構を有するものである。

【0025】

取付部３３は、栽培架台２０の両端に位置する伸縮部３２に取り付けられているとともに、伸縮部３２の伸縮方向と交差する方向へ移動可能な状態で、養液槽４０の側壁４１の上端に着脱可能に取り付けられている。

【0026】

養液槽４０は、上側が開放された平面略長方形をなすものであって、養液槽４０の面積を確定する底部４３と、この底部４３から垂直方向に立ち上がる側壁４１を備える。この養液槽４０の内面は、ＰＴＦＥによるコーティングがなされている。側壁４１は、上端に栽培架台２０の取付部３３が取り付けられる一対の長壁４２ａと、この長壁４２ａと交差する方向の底部４３から垂直方向に立ち上がる短壁４２ｂを備える。そして、この養液槽４０には、植物の生長に必用な各種養分を含有する養液４４が、枠体３０に保持されたウレタンスポンジ培地３１に浸透可能な液面レベルで貯留されている。

【0027】

次に、本実施形態に係る植物栽培装置１０における植物の栽培方法を説明する。

【0028】

まず、植物の苗を図２に示す栽培架台２０のウレタンスポンジ培地３１に植え付け、栽培架台２０を図１（ａ）に示す小さい養液槽４０へ取り付ける。その後、植え付けた植物が生長したときには、養液槽４０の側壁４１の上端に取り付けられた取付部３３を外すことによって、養液槽４０から栽培架台２０を取り外し、栽培架台２０の両端に位置する取付部３３を互いに離れる方向へ力を加えることで、トングアーム機構によって伸縮部３２を伸ばす。これにより、栽培架台２０における各枠体３０間の間隔が広がり、植物同士の間隔が広がる。そして、図１（ｂ）に示すように、栽培架台２０を別の大きな養液槽４０の側壁４１の上端に取り付けることで、栽培架台２０の移動が完了する。

【0029】

以上により、本実施形態に係る植物栽培装置１０によれば、植物を保持する枠体３０を栽培架台２０ごと別の大きな養液槽４０に移動させることができるため、植物の生長に応じて個々の植物を移植する必要がなくなり、個々の植物を傷めることもなくなる。

【0030】

また、本実施形態に係る植物栽培装置１０によれば、トングアーム機構によって、伸縮部３２が伸びるため、枠体３０と隣接する枠体３０との間隔を広げることができる。これにより、図１に示すように、植物が小さいときには、植物同士の間隔が狭くなるように小さな養液槽４０に栽培架台２０を取り付けることで、植物栽培装置１０の空間の利用効率を向上させ、植物が大きくなったときには、植物同士の間隔が広くなるように大きな養液槽４０に栽培架台２０を取り付けることで、植物同士が接触することを防止することができる。また、養液槽４０の内面には、ＰＴＦＥによるコーティングがなされているため、例え、養液槽４０の内面に藻が付着したとしても容易に除去することができる。

【0031】

次に、本発明に係る植物栽培装置１０の第二実施形態について、図面に基づいて説明する。図３に示す通り、本実施形態に係る植物栽培装置１０は、上記第一実施形態に係る植物栽培装置１０に対して、伸縮部３２に遮光シート６０が装着され、栽培架台２０と伸縮部３２の伸縮方向に対して交差する方向において隣接する栽培架台２０との間に遮光板６１が装着されている点で相違する。

【0032】

遮光シート６０は、図４に示す通り、蛇腹折りされることによって伸縮部３２の伸縮にともなって伸縮し、養液槽４０に貯留された養液４４へ光が照射されることを防止し、養液４４に藻が発生することを防止する。

【0033】

遮光板６１は、図３に示すように養液槽４０の側壁４１の上端に着脱可能に装着され、隣接する栽培架台２０の間に配置され、すなわち栽培架台２０と遮光板６１が交互に配置されるものであって、養液槽４０に貯留された養液４４へ光が照射されることを防止し、養液４４に藻が発生することを防止する。

【0034】

以上により、本実施形態に係る植物栽培装置１０の遮光シート６０及び遮光板６１によれば、養液４４に藻が発生することを防止するため、藻と植物の間での養分の競合を防止することができる。加えて、本実施形態に係る植物栽培装置１０の遮光シート６０及び遮光板６１によれば、藻が枠体３０に保持された植物の葉や茎等に接触することで植物の衛生状態が悪化することを防止する。このため、本実施形態に係る植物栽培装置１０は、根より上側に位置する葉が生食されるレタスを栽培するときに特に有用である。

【0035】

また、本実施形態に係る植物栽培装置１０によれば、養液槽４０の側壁４１の上端に着脱可能とされた遮光板６１が隣接する遮光板６１の間隔を調整するスペーサーとしての機能を発揮する。これにより、本実施形態に係る植物栽培装置１０は、植物の幼苗期に遮光板６１を取り外すことによって、隣接する植物同士を近づけ、植物栽培装置１０の空間の利用効率を向上させることができる。加えて、本実施形態に係る植物栽培装置１０は、植物の生長期に遮光板６１を装着することによって、隣接する植物同士の間隔を広げることで植物同士の接触を防止するといったように、植物の生長段階に応じて間隔を調整することができる。

【0036】

次に、本発明に係る植物栽培装置１０の第三実施形態について、図面に基づいて説明する。図５及び図６に示すように本実施形態に係る植物栽培装置１０は、上記第一及び第二実施形態に係る植物栽培装置１０に対して、養液槽４０に誘導部５０が設けられ、この誘導部５０を境に複数の栽培架台２０が水平に並んで配置され、取付部３３には、養液槽４０の長壁４２ａと接触可能な摺動体７０が固定され、枠体３０には、養液槽４０の底部４３と接触可能な摺動支持体７１が固定されている点で相違する。

【0037】

誘導部５０は、一対の滑車５２と、この滑車５２に巻き掛けられ、養液４４の上に水平に張設された環状の循環移動体５１とを備えている。

【0038】

一対の滑車５２は、養液槽４０の短壁４２ｂの外側とこの短壁４２ｂの対向方向に位置する短壁４２ｂの外側に配置され、モータ及び減速機構等からなる不図示の駆動装置によって、図５に示す回転方向Ｂへ回転するものである。

【0039】

循環移動体５１は、滑車５２に巻き掛けられ、養液槽４０の短壁４２ｂとこの短壁４２ｂの対向方向に位置する短壁４２ｂの間を所要の角度をもって傾斜する方向へ向けて配置されるものであって、栽培架台２０の両端の取付部３３，３３のうち一方を着脱自在に取り付け可能となっている。そして、この循環移動体５１を境に養液槽４０の一方に配置される栽培架台２０は、図５における左側から右側にかけて伸縮部３２の伸縮可能領域が漸次減少するのに対して、養液槽４０の他方に配置される栽培架台２０は、図５における左側から右側にかけて伸縮部３２の伸縮可能領域が漸次拡大する。

【0040】

複数の栽培架台２０は、循環移動体５１を隔てて両面に配置されており、図５に示す移動方向Ａへ向けて移動可能とされ、循環移動体５１を境に養液槽４０の一方に配置される栽培架台２０と、循環移動体５１を境に養液槽４０の他方に配置される栽培架台２０とは、相互に対応する位置に配置される。

【0041】

摺動体７０は、図６（ｂ）に示すように、取付部３３の内面に固定されるものであって、養液槽４０における長壁４２ａのＰＴＦＥでコーティングされた内面に摺動自在に接触している。そして、この摺動体７０は、栽培架台２０が移動方向Ａへ向けて移動することによって、養液槽４０の長壁４２ａに付着した藻やよごれを擦り落とすことができる。

【0042】

摺動支持体７１は、図６（ｂ）に示すように、複数の枠体３０のうち、中央に位置する枠体３０とウレタンスポンジ培地３１の間に挟持され、養液槽４０の底部４３と摺動自在に接触している。この摺動支持体７１は、先端部７２が養液槽４０の底部４３と接触することによって栽培架台２０を支持する。さらに、先端部７２は、栽培架台２０が移動方向Ａへ向けて移動することによって、養液槽４０の底部４３に付着した藻などといったよごれを擦り落とすことができる。なお、本実施形態に係る摺動支持体７１は、図６（ｂ）に示すものだけでなく、図６（ｃ）に示すように枠体３０に固定される位置や、摺動支持体７１の幅は、特に制限されない。

【0043】

次に、本実施形態に係る植物栽培装置１０における植物の栽培方法を説明する。

【0044】

まず、植物の苗が植え付けられた栽培架台２０を養液槽４０における移動方向Ａの始点Ｃの位置に取り付ける。その後、植え付けた植物の生長に応じて、養液槽４０の外側に配置された一方の滑車５２を回転させることで、滑車５２に巻き掛けられた循環移動体５１が循環移動し、循環移動体５１に取り付けられた取付部３３が移動方向Ａへ向けて移動するとともに養液槽４０の側壁４１の上端に取り付けられた取付部３３も移動方向Ａへ向けて移動する。これにより、トングアーム機構によって伸縮部３２が伸び、栽培架台２０における各枠体３０の間隔が広がることで、各枠体３０に保持された植物同士の間隔が広がる。そして、栽培架台２０が移動方向Ａの終点Ｄに達したときに、ウレタンスポンジ培地３１に植え付けられた植物を収穫する。

【0045】

以上により、本実施形態に係る植物栽培装置１０によれば、滑車５２を回転させることで、栽培架台２０における各枠体３０の間隔を広げることができるため、第一及び第二実施形態に係る植物栽培装置１０と比較して、より容易に植物同士の間隔を広げることができる。

【0046】

また、本実施形態に係る植物栽培装置１０によれば、根が枠体３０に保持された植物を幼苗期から収穫期まで同一の養液槽４０で栽培することができる。

【0047】

なお、本実施形態における循環移動体５１としては、例えば、ワイヤー、チェーン、ベルト、ロープなどといったものが挙げられる。

【0048】

また、本実施形態における摺動体７０、及び摺動支持体７１としては、ブラシ、養液槽４０に付着した藻などといったよごれを拭き取るワイパー機構などが挙げられる。

【0049】

また、滑車５２に巻き掛けられた循環移動体５１は、常時一定の速度で循環移動してもよく、一定の周期をもって循環移動してもよい。

【符号の説明】

【0050】

１０ 植物栽培装置
２０ 栽培架台
３０ 枠体
３１ ウレタンスポンジ培地
３２ 伸縮部
３３ 取付部
４０ 養液槽
４１ 側壁
４２ａ 長壁
４２ｂ 短壁
４３ 底部
４４ 養液
５０ 誘導部
５１ 循環移動体
５２ 滑車
６０ 遮光シート
６１ 遮光板
７０ 摺動体
７１ 摺動支持体
７２ 先端部
Ａ 移動方向
Ｂ 回転方向
Ｃ 始点
Ｄ 終点

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】