特許 7422278 植物栽培設備における作業移動車

(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】

(24)【登録日】2024-01-18

(45)【発行日】2024-01-26

(54)【発明の名称】植物栽培設備における作業移動車

(51)【国際特許分類】

   A01G 9/14 20060101AFI20240119BHJP

   B08B 1/32 20240101ALI20240119BHJP

【ＦＩ】

A01G9/14 W

B08B1/04

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019232900

(22)【出願日】2019-12-24

(65)【公開番号】P2021100397

(43)【公開日】2021-07-08

【審査請求日】2022-09-29

(73)【特許権者】

【識別番号】000000125

【氏名又は名称】井関農機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003834

【氏名又は名称】弁理士法人新大阪国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100092794

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 正道

(74)【代理人】

【氏名又は名称】特許業務法人新大阪国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】弓達 武志

(72)【発明者】

【氏名】山本 和彦

(72)【発明者】

【氏名】坂井 義明

【審査官】坂田 誠

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－７４０２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２０４９１９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ０１Ｇ ９／１４

Ａ０１Ｇ ９／００

Ａ０１Ｇ ３１／００

Ｂ０８Ｂ １／００ － １／０４

Ｂ０８Ｂ ５／００ － １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数条の栽培ベッド（５）の間に床面（ＦＬ）から所定距離離間した高さ（Ｈ）に設けるレール（１３）に沿って走行する植物栽培設備における作業移動車（３）において、車体の下部に清掃作業体（２７，４６，４７）を設け、前記清掃作業体（２７，４６，４７）は床面（ＦＬ）に散乱する茎葉を走行方向に押寄せるために下降する作業姿勢と、車体下部に接近し上昇する非作業姿勢に切り替わる構成とし、
前記車体に、前記レール（１３）に沿って走行する軌条用走行車輪（２３）と、前記床面（ＦＬ）を走行する移動用車輪（３３）を備え、降下する前記作業姿勢の前記清掃作業体（２７）の作用部分が前記軌条用走行車輪（２３）の接地部よりも下方に位置し、上昇した前記非作業姿勢の前記清掃作業体（２７）の作用部分は、前記床面（ＦＬ）の移動用の前記移動用車輪（３３）の接地部よりも上方に位置するよう構成した植物栽培設備における作業移動車。

【請求項2】

前記清掃作業体を横軸芯周りに回転する回転ブラシ（２７）とした請求項１に記載の植物栽培設備における作業移動車。

【請求項3】

前記清掃作業体をバケット（４６）とした請求項１に記載の植物栽培設備における作業移動車。

【請求項4】

前記車体の移動距離を検出する距離検出手段（４２）を備え、前記清掃作業体（２７，４６，４７）が前記作業姿勢から前記非作業姿勢に切り替わる回数を設定する堆積数設定手段（４１）を設けてなる請求項１から請求項３のいずれか一に記載の植物栽培設備における作業移動車。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、植物栽培設備における作業移動車に関し、特に床面の清掃を行う作業車に関する。

【背景技術】

【0002】

植物栽培設備において、ハウス内に複数条の栽培ベッドを配設し、栽培ベッドに並行して設ける暖房用の温湯管を設け、該温湯管をレールとして作業車を走行可能に構成したものがある（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００６－２２３２１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１によると、作業者は移動走行する作業移動車に乗って収穫作業をしたり、収穫果実を載せて搬送したりすることができ、ハウス内での作業効率を向上することができる。

【0005】

ところで、栽培ベッド間の床面には植物の芽欠き作業や葉欠き作業に伴って茎葉が散乱し、清掃作業が容易でない。さらに過剰に散乱すると作業車の腹部に堆積した茎葉が付着することで円滑な収穫作業等を阻害する恐れがある。

【0006】

この発明は、栽培ベッド間に散乱する茎葉の除去の円滑化を図る。

【課題を解決するための手段】

【0007】

かかる課題を解決するために、第１の本発明は、複数条の栽培ベッド（５）の間に床面（ＦＬ）から所定距離離間した高さ（Ｈ）に設けるレール（１３）に沿って走行する植物栽培設備における作業移動車（３）において、車体の下部に清掃作業体（２７，４６，４７）を設け、前記清掃作業体（２７，４６，４７）は床面（ＦＬ）に散乱する茎葉を走行方向に押寄せるために下降する作業姿勢と、車体下部に接近し上昇する非作業姿勢に切り替わる構成とし、
前記車体に、前記レール（１３）に沿って走行する軌条用走行車輪（２３）と、前記床面（ＦＬ）を走行する移動用車輪（３３）を備え、降下する前記作業姿勢の前記清掃作業体（２７）の作用部分が前記軌条用走行車輪（２３）の接地部よりも下方に位置し、上昇した前記非作業姿勢の前記清掃作業体（２７）の作用部分は、前記床面（ＦＬ）の移動用の前記移動用車輪（３３）の接地部よりも上方に位置するよう構成した植物栽培設備における作業移動車である。
第２の本発明は、前記清掃作業体を横軸芯周りに回転する回転ブラシ（２７）とした第１の本発明の植物栽培設備における作業移動車である。
第３の本発明は、前記清掃作業体をバケット（４６）とした第１の本発明の植物栽培設備における作業移動車である。
第４の本発明は、前記車体の移動距離を検出する距離検出手段（４２）を備え、前記清掃作業体（２７，４６，４７）が前記作業姿勢から前記非作業姿勢に切り替わる回数を設定する堆積数設定手段（４１）を設けてなる第１から第３のいずれかの本発明の植物栽培設備における作業移動車である。
本発明に関連する第１の発明は、複数条の栽培ベッド５の間を走行する作業移動車３において、車体の下部に清掃作業体２７，４６，４７を設け、前記清掃作業体２７，４６，４７は床面ＦＬに散乱する茎葉を走行方向に押寄せ下降する作業姿勢と、車体下部に接近し上昇する非作業姿勢に切り替わる構成とした植物栽培設備における作業移動車である。

【0008】

本発明に関連する第２の発明は、本発明に関連する第１の発明において、前記車体に、前記複数条の栽培ベッド５の間に設けるレール１３に沿って走行する軌条用走行車輪２３と、前記床面ＦＬを走行する移動用車輪３３を備え、前記レール１３を前記床面ＦＬから所定距離離間した高さＨに設け、降下する前記作業姿勢の前記清掃作業体２７の作用部分が前記軌条用走行車輪２３の前記レール１３の接地部よりも下方に位置し、上昇した前記非作業姿勢の前記清掃作業体２７の作用部分は、前記床面ＦＬの移動用の前記移動用車輪３３の接地部よりも上方に位置するよう構成している。

【0009】

本発明に関連する第３の発明は、本発明に関連する第１又は第２の発明において、前記清掃作業体を横軸芯周りに回転する回転ブラシ２７とした。

【0010】

本発明に関連する第４の発明は、本発明に関連する第１又は第２の発明において、前記清掃作業体をバケット４６とした。

【0011】

本発明に関連する第５の発明は、本発明に関連する第１から第４のいずれかの発明において、前記車体の移動距離を検出する距離検出手段４２を備え、前記清掃作業体２７，４６，４７が前記作業姿勢から前記非作業姿勢に切り替わる回数を設定する堆積数設定手段４１を設けてなる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によると、清掃作業体２７，４６，４７を作業姿勢とし、車体の走行とともに床面ＦＬに散乱する茎葉を走行方向に押寄せするので、１箇所又は数か所に堆積できて後の廃棄作業が容易となる。そして、本発明によると、上述された効果に加え、清掃作業体２７，４６，４７が作業姿勢では栽培ベッド５間の床面ＦＬに散乱する茎葉を確実に押寄せできる。非作業姿勢には清掃作業体２７，４６，４７は床面ＦＬに接地しないので車体は移動用車輪３３による走行が円滑かつ容易となる。
本発明に関連する第１の発明によると、清掃作業体２７，４６，４７を作業姿勢とし、車体の走行とともに床面ＦＬに散乱する茎葉を走行方向に押寄せするので、１箇所又は数か所に堆積できて後の廃棄作業が容易となる。

【0013】

本発明に関連する第２の発明によると、本発明に関連する第１の発明の効果に加え、清掃作業体２７，４６，４７が作業姿勢では栽培ベッド５間の床面ＦＬに散乱する茎葉を確実に押寄せできる。非作業姿勢には清掃作業体２７，４６，４７は床面ＦＬに接地しないので車体は移動用車輪３３による走行が円滑かつ容易となる。

【0014】

本発明に関連する第３の発明によると、本発明に関連する第１又は第２の発明の効果に加え、回転ブラシ２７，４７により床面ＦＬを清掃しつつ押寄せするものであるから、茎葉を効率的に収集できる。

【0015】

本発明に関連する第４の発明によると、本発明に関連する第１又は第２の発明の効果に加え、バケット４６により茎葉を収容しつつ押寄せするものであるから、茎葉を効率的に収集できる。

【0016】

本発明に関連する第５の発明によると、本発明に関連する第１から第４の発明の効果に加え、適正な量の茎葉を所定距離毎に堆積することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明における実施の形態の植物栽培設備の概要図である。

【図2】本発明における実施の形態の栽培設備一部の概要を示す側面図である。

【図3】本発明における実施の形態の作業移動車の側面図である。

【図4】（Ａ）本発明における実施の形態の作業移動車の平面図、（Ｂ）本発明における実施の形態の操作盤部の平面図である。

【図5】本発明における実施の形態の作業移動車の背面図である。

【図6】本発明における実施の形態の清掃作業体関係斜視図である。

【図7】本発明における実施の形態の制御ブロック図である。

【図8】本発明における実施の形態の別例の作業移動車の側面図である。

【図9】（Ａ）本発明における実施の形態の別例の清掃作業体の斜視図、（Ｂ）その側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明の実施の形態の温室設備について以下説明する。

【0019】

図１は栽培施設の一例を示すものであり、この栽培施設は、暖房機や加湿機等により温度及び湿度等の室内環境が管理される温室である栽培室１と、該栽培室１に隣接する出荷室２とを備えている。前記栽培室１内の中央には作業者又は作業移動車（作業台車）３あるいは防除作業車等が通過できるメイン通路４を設けており、このメイン通路４は、路面がコンクリートで構成されたコンクリート通路である。メイン通路４の両側の側方位置には、栽培ユニットとなる栽培ベッド５を多数列配置した作物を栽培するための栽培スペース６を構成している。尚、前記栽培ベッド５は培地となるロックウールで形成された栽培
床部であり、出荷室２内の養液供給装置７から各栽培ベッド５へ養液が供給される構成となっている。

【0020】

また、メイン通路４の両端には開閉扉を備える栽培室１への出入り口８を設け、一方の出入り口８を介して隣接する出荷室２へ行き来できる構成となっている。尚、他方の出入り口８は、栽培施設の屋外から出入りできる構成となっている。そして、作業移動車３をメイン通路４から各々の栽培ベッド５の間のサブ通路９に移動させ、該サブ通路９で栽培ベッド５に沿って作業移動車３を移動させながら栽培する植物に対する各種作業を行うことができる。サブ通路９は、各々の栽培ベッド５の左右間で前後方向に形成される通路となる。尚、作業移動車３は、サブ通路９上に敷設された温室全体を暖房する左右の暖房用管を走行用のレール１３として走行する。

【0021】

前記出荷室２内には、前述した養液供給装置７と、収穫されたトマト等の収穫物（果実）を重量や大きさあるいは等級別に選別する選別装置１０とを備えている。尚、該選別装置１０が、栽培された作物を出荷前に処理する前処理装置となる。選別装置１０は、収穫物を搬送して選別する選別コンベア１１と、該選別コンベア１１の両側の側方に設けられた各階級毎の収穫物収容部１２とを備えて構成され、選別コンベア１１から各収穫物収容部１２へ収穫物を供給して各階級に選別する構成となっている。尚、前記選別コンベア１１は、平面視でＬ字状に屈曲した構成となっている。また、各々の収穫物収容部１２には収穫物を収容する収容箱を設けて、この収容箱ごとに収穫物を出荷すればよい。

【0022】

栽培ベッド５の上側には、該栽培条に沿う誘引ワイヤ１５を設け、栽培される植物の栽培株は、誘引ワイヤ１５から誘引フック１６を介して垂れ下がる誘引部材としての誘引紐１７により誘引される。尚、誘引フック１６は、誘引ワイヤ１５に吊り下げられる構成であり、巻き付けた誘引紐１７を適宜繰り出して下方に垂れ下がらせる周知の構成となっている。また、植物が所定の高さ（誘引フック１６の近く）まで成長した以降は、誘引フック１６から誘引紐１７を繰り出しながら、順次誘引紐１７を前記複数の栽培株の配列方向、すなわち栽培ベッド５の長手方向にずらせて植物の高さを低下させ、植物を継続的に栽培する。従って、例えばトマトを栽培する場合、トマトの茎が栽培ベッド５から誘引紐１７を伝って伸長することになる。

【0023】

次いで暖房用管を走行用のレール１３として走行する作業移動車３について説明する。図３において、ステップ兼用の車体フレーム２０の中央部に駆動源としてのバッテリ又は発電機を収容したボンネット２１を備え、ボンネット２１の前後一側（図例では後側）にループハンドル２２を連結する。車体フレーム２０の下部側には前後にそれぞれ左右一対として前記レール１３を軌条とする軌条用走行車輪２３を設ける。ボンネット２１の前方において車体フレーム２０の上面に走行モータ２４を設け、軌条用走行車輪のうち前側の軌条用走行車輪２３は、走行モータ２４に連動する駆動チェン２５によって正逆転連動される駆動車輪に構成されている。なお、前記レール１３を床面ＦＬから所定距離離間した高さＨに設けている。

【0024】

前記車体フレーム２０の下部に、昇降アーム２６を介して回転ブラシ２７を設ける。すなわち、回転ブラシ２７の支持軸２８の左右端部を車体フレーム２０の下面に横軸周りに上下回動自在に支持された左右の昇降アーム２６の各先端部に回転自在に支持する。そして昇降アーム２６は昇降シリンダ機構２９のピストン２９ｐの下端に連結する昇降リンク３０に連結されていて、単一の昇降シリンダ機構２９のピストン２９ｐの上下摺動作動に伴って昇降リンク３０を介して左右の昇降アーム２６は車体フレーム２０側を支点に先端側が昇降し、もって回転ブラシ２７が床面ＦＬに接近又は接触する下降作業姿勢と、適宜高さに上昇する非作業姿勢に高さ変更できるよう構成している。

【0025】

なお、回転ブラシ２７は、下降作業姿勢の状態で車体フレーム２０の後端部に位置している。そして伝動機構３１によって回転ブラシ２７は正転又は逆転に駆動される構成である。したがって、例えば図３において作業移動車３を前進Ｆさせ、回転ブラシ２７を図３中矢印イ方向に回転駆動すると、床面ＦＬに散乱する茎葉は回転ブラシ２７で作業移動車３の移動と共に押寄せされる。回転ブラシ２７の回転は茎葉の床面ＦＬの清掃を促進して残葉等を少なくできる。

【0026】

前記回転ブラシ２７の伝動機構３１は、回転ブラシ２７の後位に適宜に固定した駆動モータ３１ａと該駆動モータ３１ａと回転ブラシ２７の支持軸２８との間に架け渡す伝動チェン３１ｂ等からなる（図６）。

【0027】

作業移動車３の移動とともに回転ブラシ２７の前方に茎葉が堆積する。堆積量が増大し一定の堆積量を超えると、昇降シリンダ機構２９を後述の昇降スイッチで、ピストン上昇側に作動して昇降アーム２６を上昇側に連動し回転ブラシ２７は非作業姿勢とされる。さらに作業移動車３を前進させて非作業姿勢の回転ブラシ２７が茎葉の堆積部を超えると、昇降アーム２６を降下連動し、回転ブラシ２７は降下の作業姿勢に復帰する。以後回転ブラシ２７の昇降を繰り返し、上記同様の作業、非作業を行い、所定サブ通路９の床面ＦＬ上に所定間隔毎に茎葉の堆積を築いていく。そして作業移動車３をこのサブ通路９から別のサブ通路９に移動して清掃作業を継続する。なお、所定間隔に堆積された茎葉は別途回収して一括廃棄処分されるものである。

【0028】

前記車体フレーム２０の下方には、前記軌条用走行車輪２３に加えて、非駆動の移動用車輪３３を備える。この移動用車輪３３は、車体フレーム２０の前部下方に左右一対設けられるもので、平面視でレール１３より外側に位置し、かつ接地高さ（地上高）ｈを軌条用走行車輪２３の接地高さ、すなわち前記レール１３高さＨよりも低く設定している。したがって、レール１３から外れた作業移動車３は、移動用車輪３３が接地し、ループハンドル２２操作によって移動し得る。この際軌条用走行車輪２３は非接地状態を保つことができる。

【0029】

ここで軌条用走行車輪２３、床面ＦＬの移動用車輪３３、及び清掃作業体としての回転ブラシ２７の作業姿勢・非作業姿勢との関係について説明すると、図３に示す軌条走行状態の側面視において、降下する作業姿勢の回転ブラシ（清掃作業体）２７の接地作用部分（作用部分）が軌条用走行車輪２３の接地部よりも下方に位置し、一方、上昇した非作業姿勢の回転ブラシ（清掃作業体）２７の接地作用部分（作用部分）は、床面ＦＬ移動用の移動用車輪３３の接地部よりも上方に位置する関係に構成されている。このように構成すると、回転ブラシ（清掃作業体）２７を作業姿勢におく清掃作用中、栽培ベッド５間の床面ＦＬに堆積する茎葉を確実に押寄せすることができる。また回転ブラシ（清掃作業体）２７を非作業姿勢におく非清掃作用中には回転ブラシ（清掃作業体）２７が接地しないので移動が円滑となる。

【0030】

なお、移動用車輪３３について、上記実施例では車体フレーム２０の前部下方左右に配置したが、前後一対ずつ配設し四輪としてもよい。

【0031】

前記車体フレーム２０のボンネット２１よりも外側左右に張り出す部分をキャリア２０ａとし、作業員が乗って高所作業を行う踏み台としたり、栽培管理に必要な資材の置き場に利用したりできる。

【0032】

前記昇降シリンダ機構２９について、例えばエアシリンダを採用し、図外バルブを切替え圧縮空気をシリンダ２９ｂに給排することによって伸縮制御できる構成とし、バルブ切替えは、例えば回転ブラシ２７の作業姿勢と非作業姿勢の切替えを司る作業スイッチ３５の上昇側、下降側への切換操作に連動させた構成とする。作業スイッチ３５はループハンドル２２の中央箇所に固定した操作盤３６に配置される。操作盤３６には、作業スイッチ３５の他、車体前進・後進設定する走行スイッチ３７、回転ブラシ２７正転又は逆転に切り換えるブラシ回転スイッチ３８、自動走行モード又は手動走行モードを選択設定できる走行モード設定スイッチ３９、緊急停止スイッチ４０を備えている。

【0033】

走行モード設定スイッチ３９を手動走行モードに設定するときは、走行スイッチ３７、作業スイッチ３５及びブラシ回転スイッチ３８を操作しつつ清掃作業を行う。

【0034】

また、走行モード設定スイッチ３９を自動走行モードに切り替えると以下のように自動制御される。なお予め、サブ通路９清掃作業中に回転ブラシ２７を非作業姿勢として茎葉の堆積を何回形成するかを設定できる堆積数設定ダイヤル４１にて、該当の数値（図例では、１回から５回のいずれか）を設定しておく。また、自動走行に際して、制御部Ｃには、軌条用走行車輪２３の車軸２３ａ回転を検出することにより車体の移動距離を検出するロータリエンコーダ４２、サブ通路９の奥側に達したことを検出する通路端検出スイッチ４３の検出信号を入力し、軌条用走行車輪２３への駆動又は停止信号、回転ブラシ２７駆動又は停止信号、及び回転ブラシ２７の上昇又は下降信号をそれぞれ出力する。堆積数設定手段として上記実施例では堆積数設定ダイヤル４１としたが、堆積数設定手段としてはダイヤルに代わる数値入力手段で代替できる。

【0035】

自動走行モードを選択すると、回転ブラシ２７は停止し上昇の非作業姿勢に設定され、軌条用走行車輪２３は後進出力される。作業移動車３は後退移動しサブ通路９の奥側端に達するとレール１３端に形成した凸条にリミットスイッチ形態の通路端検出スイッチ４３が作用してＯＮし、軌条用走行車輪２３に停止出力する。作業開始スタート位置となり、ここではまず回転ブラシ２７を回転し、ついで下降出力する。回転ブラシ２７が作業姿勢に降下すると軌条用走行車輪２３に前進出力され、作業移動車３は回転ブラシ２７が茎葉を集積しつつ前進移動する。前記堆積数設定ダイヤル４１で設定された回数に基づき、サブ通路９長さとの関係によって設定回数に至る移動距離が算出できる構成である。そして、ロータリエンコーダ４２のカウント数入力によって移動距離演算を実行しながら、第１回目、第２回目…の堆積箇所に達すると、回転ブラシ２７を非作業姿勢に上昇し、次々に茎葉を堆積する。各堆積箇所では所定短時間作業移動車３を停止又は微速させるよう構成し、確実に回転ブラシ２７を上昇させてから移動させてもよい。

【0036】

図８，図９に基づき、回転ブラシ２７に代替する清掃作業体の構成について説明する。図３～図５と共通する部材については共通の符号を付している。

【0037】

車体フレーム２０の中央下部に連結された昇降アーム４５の前下方にバケット４６を連結している。図例では収容バケット４６で囲われる内方に回転ブラシ４７を配設する。具体的には図９に示すように、昇降アーム４５の先端に、左右壁部４６ａと底板部４６ｂと後部壁４６ｃからなるバケット４６を横軸芯（回動支点）Ｐ周りに回動自在に連結し、回動支点がこの横軸芯Ｐと一致する回転ブラシ４７を、バケット４６内の後部壁４６ｃ寄りに収容状態に配置している。回転ブラシ４７の回転軸４７ａは、左右壁部４６ａに支持構成され、一側に駆動モータ４８の回転を駆動チェン４９を介して伝動可能に設けている。なお、駆動モータ４８は、バケット４６の後部壁４６ｃの外側面に適宜に固定されている。

【0038】

前記バケット４６の上方に、前記後部壁４６ｃの上端に回動支点Ｑを有する検知板５０を構成する。検知板５０は、常時は水平姿勢であるがバケット４６内に茎葉の収容物が堆積するとその圧力によって回動支点Ｑ回りに上方回動するように構成している。検知板５０の所定上方角度に達すると作動するリミットスイッチ５１を備え、バケット４６の所定量に堆積したことを検知できる構成としている。

【0039】

このように構成し、バケット４６の茎葉が所定以上に堆積すると、制御部Ｃは走行モータ２４に停止信号を出力し、昇降シリンダ機構２９による昇降アーム４５上昇信号を出力する。昇降アーム４５の上昇は、回動支点Ｐを上昇することとなるが、バケット４６は茎葉の堆積も相まって回動支点Ｐ回りに回動し堆積する茎葉を床面ＦＬに排出する。このようにバケット４６を構成すると、所定量堆積される毎に、バケット上昇して堆積させることができる。

【0040】

なお、バケット４６の下部前後に小径ローラ５２を設けている。これによって床面ＦＬの走行性を向上する。

【符号の説明】

【0041】

５ 栽培ベッド
１３ 暖房用管（レール）
２３ 軌条用走行車輪
２７ 回転ブラシ（清掃作業体）
３３ 移動用車輪
４１ 堆積数設定ダイヤル（堆積数設定手段）
４２ ロータリエンコーダ（距離検出手段）
４６ バケット（清掃作業体）
４７ 回転ブラシ（清掃作業体）
ＦＬ 床面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】