特開 2022-167082 植物育成装置

(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】P2022167082

(43)【公開日】2022-11-04

(54)【発明の名称】植物育成装置

(51)【国際特許分類】

   A01G 31/00 20180101AFI20221027BHJP

【ＦＩ】

A01G31/00 601B

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021072622

(22)【出願日】2021-04-22

(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

(72)【発明者】

【氏名】椎名 理一

【テーマコード（参考）】

2B314

【Ｆターム（参考）】

2B314MA33

2B314PB03

2B314PB05

2B314PB26

2B314PB37

2B314PB41

2B314PB43

2B314PB60

(57)【要約】

【課題】育成する植物の根の部分を任意の割合で空気に露出させることが可能な植物育成装置を提供する。
【解決手段】植物を植付ける定植部と、該定植部の下部に配され前記植物の育成液を留める水槽部と、前記定植部と前記育成液との間に形成される空気層の鉛直方向に沿った距離を調節可能にする調整手段と、有することを特徴とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

植物を植付ける定植部と、該定植部の下部に配され前記植物の育成液を留める水槽部と、前記定植部と前記育成液との間の鉛直方向に沿った距離を調節可能にする調整手段と、有することを特徴とする植物育成装置。

【請求項2】

前記調整手段は、前記定植部を支持する可動板と、前記可動板を上下方向に移動可能に支持する可動板摺動棒と、を有することを特徴とする請求項１に記載の植物育成装置。

【請求項3】

前記調整手段は、前記水槽部において前記育成液を外部に排出するオーバーフロー管を有することを特徴とする請求項１に記載の植物育成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、育成液を用いて植物を育成する植物育成装置に関する。

【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、育成液を用いて植物を成長させる水耕栽培装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１には、養液を溜めて植物の栽培を行なうことのできる栽培槽と、この栽培槽の下方に配置されると共に熱媒体を収容可能な蓄熱槽と、この蓄熱槽に収容される熱媒体を冷却又は加熱する熱媒体温度調節装置と、を備えた水耕栽培装置が開示されている。
こうした特許文献１に開示された水耕栽培装置によれば、蓄熱槽による冷房や暖房を行なうことによって、植物を適正な温度で育成ができるとされている。

【0003】

水耕栽培によって植物を効率よく成長させるためには、養液（水に養分を溶かした育成液）の成分を適切に調整するとともに、植物を支持する発泡スチロールの下面から下方に向けて成長する植物の根の一部を空気に露出させることが有効である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９－２０７４０１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１に開示されたような水耕栽培装置は、養液の液面上に浮遊させており、育成する植物を支持する発泡スチロールの下面と、養液の液面との間に空気層を形成することができない。このため、前述の装置において、発泡スチロールに支持された植物の根は、殆ど空気に触れることなくほぼ全体が養液に浸る状態になり、根への酸素供給不足、および根腐りが生じる懸念があった。育成する植物の根の部分を任意の割合で空気に露出させることができる水耕栽培用の植物育成装置が求められていた。

【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、育成する植物の根の部分を任意の割合で空気に露出させることが可能な植物育成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、本発明の植物育成装置は、植物を植付ける定植部と、該定植部の下部に配され前記植物の育成液を留める水槽部と、前記定植部と前記育成液との間の鉛直方向に沿った距離を調節可能にする調整手段と、有することを特徴とする。

【0008】

本発明によれば、調整手段によって、定植部と育成液の液面との間の距離を適切に調整することで、空気層の幅を任意に調整できる。これにより、植物の根の成長状態に応じて、根の部分を任意の割合で空気に露出させるように調整できるようになり、根への酸素供給を適切にして、根腐りが生じることを防止し、植物を健全な状態で育成することが可能になる。

【0009】

また、本発明では、前記調整手段は、前記定植部を支持する可動板と、前記可動板を上下方向に移動可能に支持する可動板摺動棒と、を有していてもよい。

【0010】

また、本発明では、前記調整手段は、前記水槽部において前記育成液を外部に排出するオーバーフロー管を有していてもよい。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、育成する植物の根の部分を任意の割合で空気に露出させることが可能な植物育成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施形態の植物育成装置を示す外観斜視図である。

【図2】図１の植物育成装置の要部拡大断面図である。

【図3】可動板を示す要部拡大斜視図である。

【図4】連結部材および支持部材を示す要部拡大斜視図である。

【図5】植物育成装置に取り付けられる照明装置を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態の植物育成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、以下の説明において用いる図面は、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。

【0014】

図１は、本発明の一実施形態の植物育成装置を示す外観斜視図である。図２は、図１の植物育成装置の要部拡大断面図である。また、図３は、可動板を示す要部拡大斜視図である。
本実施形態の植物育成装置１０は、基台部４１と、この基台部４１の上面に載置される水槽部４２と、この水槽部４２の内部に入ることが可能な可動板４３と、を有している。

【0015】

基台部４１には、例えば、外形が直方体状を成し、内部に育成液Ｗを貯留する育成液タンク４４と、水槽部４２と育成液タンク４４との間で育成液を循環させるポンプ４５と、が設けられている。

【0016】

基台部４１の上面には、水槽部４２を囲むように上下方向に延びる４本の支持棒４６，４６…が立設されている。こうした４本の支持棒４６，４６…は、上部で連結部材５１を介して互いに連結されている。

【0017】

なお、本実施形態では、こうした４本の支持棒４６，４６…は、基台部４１の上面に立設されているが、これに限定されるものではなく、基台部４１の外側に独立して形成したり、基台部４１から離れた位置に形成することもできる。また、支持棒４６は４本に限定されるものではなく、任意の本数の支持棒４６を形成することができる。

【0018】

連結部材５１の中心には、可動板摺動棒５５が上下方向に移動可能に取り付けられている。可動板摺動棒５５は、例えば、連結部材５１に対してネジなどによって任意の位置に固定されればよい。本実施形態では、可動板摺動棒５５と、この可動板摺動棒５５を上下方向に移動自在に支持する連結部材５１とで調整手段が構成される。そして、この可動板摺動棒５５の下端側に、可動板４３が形成されている。可動板摺動棒５５は、下端側では水槽部４２の中心付近に位置するように固定されている。

【0019】

また、連結部材５１には支持部材５２が形成されている。図４に示すように、この支持部材５２は、登攀棒４８を上下方向に延びるように吊下している。登攀棒４８は、下端側が、例えば、後述する定植部４９の直上に位置するように吊下されている。

【0020】

登攀棒４８は、を植物Ｐの種子や苗の成長に伴って、植物Ｐの茎（蔓）を巻回させることで、植物Ｐの茎（蔓）を上方に誘導する部材である。本実施形態では、登攀棒４８は、植物育成装置１０に１本だけ形成されているが、登攀棒４８を支持部材５２に複数本支持させて、複数の登攀棒４８に１本の蔓から分岐して成長する蔓や、複数の植物Ｐの茎（蔓）をそれぞれ巻回させることもできる。即ち、登攀棒４８は、複数構成することも可能である。例えば、可動板４３に植物Ｐを複数支持させた際に、１つの登攀棒４８に複数の蔓を巻回させると、複数の蔓や葉が重なりあってしまうおそれがあり、重なった部分での日照時間不足などによる育成の阻害の恐れがある。このため、複数の登攀棒４８を形成することにより、蔓や葉っぱの重なりを低減して、蔓や葉に十分な日照を確保し、複数の植物Ｐを良好な状態で育成することができる。

【0021】

また、本実施形態では、植物Ｐの茎（蔓）を上方に誘導する部材として、登攀棒４８を用いているが、連結部材５１の中心に形成された可動板摺動棒５５を、植物Ｐの茎（蔓）を上方に誘導する部材として用いることもできる。この場合、登攀棒を兼ねた可動板摺動棒５５だけを形成してシンプルな構成にすることができる。また、可動板摺動棒５５を登攀棒としても用いることで、複数の登攀棒が必要な場合に、登攀棒の構成数を節減することができる。

【0022】

また、本実施形態では、植物Ｐの茎（蔓）を上方に誘導する部材として、登攀棒４８など棒状の部材を用いているが、これに限定されるものではなく、例えば、網部材（ネット）を吊下させて、これに植物Ｐの茎（蔓）を絡ませて登攀させる構成にすることもできる。

【0023】

水槽部４２は、例えば、可視光透過性の透明な材料、半透明な材料、あるいは非透過の材料からなる中空円筒形を成し、内部に育成液Ｗが貯留される。水槽部４２を透明な材料で形成した場合、水槽部４２の視認性が向上し、植物Ｐの根の成長状態や、育成液Ｗの水位などを外部から容易に確認することができる。一方で、水槽部４２を透明な材料で形成した場合、水槽部４２に藻類などが繁殖しやすくなるため、視認時以外は水槽部４２を遮光するための遮光部材を水槽部４２の外面に形成することも好ましい。こうした遮光部材は、例えば、水槽部４２の外面に形成した上下方向や周面方向に開閉自在な遮光フィルム、水槽部４２の外面に着脱自在に形成される遮光幕などであればよい。

【0024】

また、水槽部４２の可働板摺動棒５５の下端と重ならない領域に、水槽部４２に貯留される育成液Ｗを基台部４１の育成液タンク４４に還流させるオーバーフロー管（調整手段）４７が立設されている。こうしたオーバーフロー管４７は、上部の開口端から育成液Ｗが流入する。これにより、オーバーフロー管４７の上端の高さ位置が、水槽部４２に貯留される育成液Ｗの液面となる。

【0025】

本実施形態のオーバーフロー管４７は、例えば、直径の異なる中空管を入れ子構造にすることで、上下方向に伸縮自在にされている。これにより、水槽部４２に貯留される育成液Ｗの液面の位置を任意の高さ位置に調整することができる。

【0026】

なお、こうしたオーバーフロー管４７は、長さの異なる複数のオーバーフロー管を用意して、それぞれ水槽部４２の底面に着脱自在にすることで、育成液Ｗの液面の位置を段階的に変える構成にすることもできる。

【0027】

水槽部４２の下部には、基台部４１のポンプ４５の吐出側から延びる流入管５６が接続されている。こうした構成によって、育成液Ｗは、ポンプ４５の動作によって、育成液タンク４４からポンプ４５を介して水槽部４２に汲み上げられる。そして、育成液Ｗは、オーバーフロー管４７の上側の開口端から育成液タンク４４に流下する。これにより、育成液タンク４４と水槽部４２との間で、育成液Ｗの循環路が形成される。

【0028】

なお、図示はしていないが、こうした育成液Ｗの循環路の途中に、育成液Ｗの成分をモニターするセンサ、育成液Ｗの不純物を取り除く濾過装置、新たな育成液Ｗを追加するための注入口などが形成されていることも好ましい。

【0029】

また、本実施形態では、基台部４１に育成液タンク４４を形成しているが、育成液タンクを外部に設けて、水槽部４２との間で各種パイプやホースなどで育成液Ｗの循環路を形成する構成であってもよい。

【0030】

可動板４３は、例えば、柔軟な樹脂で形成された円板状の部材であり、中心に可動板摺動棒５５を貫通させる貫通孔４３ａが形成されている。可動板４３は、可動板摺動棒５５の端部付近に形成された突起（図示略）などによって、可動板摺動棒５５に固定されていればよい。

【0031】

なお、変形例として、可動板４３の貫通孔４３ａの穴径を可動板摺動棒５５の外径と同じか僅かに小さくなるように形成して、可動板４３の弾性力によって、可動板摺動棒５５の上下方向の任意の位置で可動板４３を係止できる構成にすることもできる。この場合、可動板摺動棒５５に対する可動板４３の固定方法としては、可動板４３の弾性力による固定以外にも、例えば、ネジや、ピンなどによって可動板を可動板摺動棒に対して移動可能に固定することもできる。こうした変形例では、可動板４３と可動板摺動棒５５によって、本実施形態の調整手段が構成される。更に、可動板摺動棒５５を連結部材５１に対して任意の位置に固定できる構成と、可動板摺動棒５５の上下方向の任意の位置で可動板４３を係止できる構成とを両方備えていてもよい。

【0032】

なお、本実施形態では、可動板４３は水槽部４２の内部に入った状態にされているが、可動板４３を水槽部４２よりも上側に配置してもよい。

【0033】

こうした構成によって、可動板４３は、水槽部４２の内部の任意の高さ位置に固定することができる。即ち、可動板４３は、可動板摺動棒５５を上下動させることによって、水槽部４２に貯留された育成液Ｗの液面に対して、任意の間隔を開けて固定することができ、可動板４３と育成液Ｗの液面との間に空気層Ｇを形成できる。

【0034】

また、可動板４３の貫通孔４３ａの近傍には、定植部４９が形成されている。定植部４９は、植物育成装置１０で育成する植物Ｐを支持する部材であり、例えば、スポンジなどの多孔質材料によって形成されている。こうした定植部４９には、植物Ｐの種子や苗が植付けられる。そして、植物Ｐの種子や苗の成長に伴って、植物Ｐの茎（蔓）は登攀棒４８に巻回される。また、定植部４９の下部からは、植物Ｐの根が育成液Ｗに向かって下方に延びる。

【0035】

なお、本実施形態では、可動板４３に３つの定植部４９を設置可能にされているが、これに限定されるものではなく、可動板４３には、１つ以上、任意の数の定植部４９を形成することができる。

【0036】

図５は、植物育成装置に取り付けられる照明装置を示す斜視図である。
支持棒４６，４６…には、照明装置１が取り付けられている。照明装置１は、互いに対向して配された２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、を備えている。

【0037】

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。

【0038】

スライドレール２１，２１には、長手方向に延びる凹部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、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。

【0039】

光源１３は、登攀棒４８に茎（蔓）が巻回される植物Ｐ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。

【0040】

照明装置１は、このような構成によって、植物Ｐの茎（蔓）が巻回される登攀棒４８の方向に向けて、植物Ｐの育成（光合成）に必要な光を照射する。光源１３は光源保持部１２に支持されることによって、支持棒４６，４６…の任意の高さ位置で支持される。また、光源１３の光軸方向は水平方向に対して任意の角度に調整可能であり、例えば、斜め上方向や斜め下方向など、光源１３の照射光軸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。よって、照明装置１は、植物Ｐに対して、任意の照明角度、任意の照明距離で光を照射することができる。

【0041】

なお、本実施形態では、照明装置１を２つ形成しているが、これに限定されるものではない。例えば、照明装置１は、植物Ｐの成長に伴って、高さ方向に複数形成することができる。
また、植物育成装置１０が自然光（太陽光）を照射可能な環境（例えば、温室など）に設置される場合、照明装置１は特に設けない構成であってもよい。

【0042】

以上のような構成の本実施形態の植物育成装置１０の作用、効果を説明する。
本実施形態の植物育成装置１０を用いて植物を栽培する際には、定植部４９に植物Ｐを植付ける。そして、育成中は、育成液Ｗを貯留する育成液タンク４４と水槽部４２との間で育成液を循環させ、必要に応じて循環する育成液を濾過、養分の追加などを行う。

【0043】

こうした植物Ｐの育成中は、水槽部４２に貯留された育成液Ｗの液面と、植物Ｐを支持する定植部４９が形成された可動板４３の下面との間に隙間、即ち空気層Ｇを形成する。空気層Ｇの上下方向の幅Ｈは、植物Ｐの根の成長状態に応じて、根の部分を任意の割合で空気に露出させるように調整される。

【0044】

空気層Ｇの幅Ｈの調整は、調整手段によって行う。本実施形態では、調整手段として、オーバーフロー管４７の上下方向の長さを任意の高さに調節することにより行うことができる。例えば、上下方向に伸縮自在なオーバーフロー管４７の長さを上方向に延ばすことで、水槽部４２に貯留された育成液Ｗの液面が高くなる。また、オーバーフロー管４７の長さを下方向に縮めることで、育成液Ｗの液面が低くなる。このように、水槽部４２内の育成液Ｗの液面を変えることにより、空気層Ｇの幅Ｈを任意に調整することができる。

【0045】

また、本実施形態では、調整手段として、可動板摺動棒５５を上下動させて、この可動板摺動棒５５に固定されている可動板４３の高さ位置を変えることにより行うことができる。例えば、可動板摺動棒５５を上下方向に沿って可動板４３の高さ位置が高くなる方向に移動させれば、育成液Ｗの液面から離れる。また、可動板摺動棒５５を上下方向に沿って可動板４３の高さ位置が低くなる方向に移動させれば、育成液Ｗの液面に近づく。このように、植物Ｐを支持する定植部４９が形成された可動板４３の高さ位置を変えることによっても、空気層Ｇの幅Ｈを任意に調整することができる。

【0046】

このように、植物Ｐの根の成長状態に応じて、根の部分を任意の割合で空気に露出させるように調整することにより、根への酸素供給を適切にして、根腐りが生じることを防止し、植物Ｐを健全な状態で育成することが可能になる。

【0047】

また、本実施形態では、可動板摺動棒５５を上下方向に沿って移動可能にすることにより、例えば、可動板摺動棒５５に植物Ｐの蔓を巻回させた場合に、根の状態を観察するなどで可動板摺動棒５５を引き上げて可動板４３の高さ位置を高くしても、定植部４９と可動板摺動棒５５との位置関係が変わらないため、育成中の植物Ｐが引き延ばされるなどの応力が加わることが無い。

【0048】

なお、可動板４３を上下方向に移動可能にすることで、水槽部４２を遮光性の部材によって形成した場合に、育成中、定期的に可動板４３を上方向に引き上げることによって、植物Ｐの根の状態を確認することもできる。

【0049】

なお、上述した実施形態では、調整手段の具体例として、上下方向の長さを調節可能なオーバーフロー管４７、および上下方向に沿って移動可能な可動板摺動棒５５によって、高さ位置を変更可能な、定植部４９を有する可動板４３を共に有する例を挙げたが、これらは必ずしも２つとも有する必要は無く、どちらか一方が形成されていればよい。例えば、上下方向の長さを調節可能なオーバーフロー管４７と、高さ位置が固定された可動板摺動棒との組み合わせや、上下方向に沿って移動可能な可動板摺動棒に固定された可動板４３と、上下方向の長さが一定で、育成液の液面位置が固定されるオーバーフロー管との組み合わせであってもよい。

【0050】

以上、本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は、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。こうした実施形態は、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】

【0051】

１…照明装置
１０…植物育成装置
１１…支持部
１２…光源保持部
１３…光源
１４…枠体
４１…基台部
４２…水槽部
４３…可動板（調整手段）
４４…育成液タンク
４５…ポンプ
４６…支持棒
４７…オーバーフロー管（調整手段）
４８…登攀棒
５１…連結部材
５２…支持部材
５５…可動板摺動棒

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】