JP2001095383A

JP2001095383A - 植物の栽培装置

Info

Publication number: JP2001095383A
Application number: JP28360099A
Authority: JP
Inventors: Hisakazu Uchiyama; 久和内山
Original assignee: Cosmo Plant Co Ltd
Current assignee: Cosmo Plant Co Ltd
Priority date: 1999-10-04
Filing date: 1999-10-04
Publication date: 2001-04-10

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の植物栽培装置の無駄なスペースを省
き、照明効果を向上させる。【解決手段】植物３５を培養液と共に収容するアルミ
パイプ製の長尺のトレイ５と、そのトレイ５を横方向に
順に搬送するコンベア装置２と、そのコンベア装置５の
上方に配置される照明器具３とを有し、照明器具３がコ
ンベア装置２の上流側から下流側に向かって順次高くな
るように傾斜している植物の栽培装置Ａ。トレイ５の上
面には、植物３５の上部を保持する漏斗形の保持具３０
が設けられている。コンベア装置２の上流側および下流
側には、供給・取り出し用の定植コンベア６および収穫
コンベア７と、それらとコンベア装置２の間に介在され
る反射壁８と、コンベア装置２と定植コンベア６・収穫
コンベア７との間でトレイ５の受け渡しをする受け渡し
バー４１とが設けられている。反射壁８には受け渡しバ
ー４１が出入りする開口部５０が設けられ、受け渡しバ
ー４１の先端にその開口部５０を閉じる扉５１が取り付
けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は植物の栽培装置に関
する。さらに詳しくは、トレイに植え付けた種苗状態の
植物を、コンベアで移動させながら水や栄養分を含む培
養液を給水管で供給すると共に、人工的な光（場合によ
り天然の光）を照射して、いわば工場生産的に植物を栽
培する装置に関する。なお、本明細書において、植物に
は野菜や果物のほか、茸類なども含むものとする。

【０００２】

【従来の技術】本出願人はすでにこの種の植物栽培装置
を提案している。たとえば特開平６−２４５６４６号公
報では、多数のトレイをチェーンコンベアに吊り下げ
て、建屋内を循環駆動させ、作業者は植物の種苗を植え
付けたトレイをコンベアに供給し、生育した植物のトレ
イを収穫するだけで、途中の育成過程は自動的に行うよ
うにした植物栽培用の立体ベンチを提案している。ま
た、特開平１０−１３６７９０号公報では、固定式の棚
フレームと、その棚フレームに取り出し自在に載置した
栽培用の容器と、各容器の上方に設けた発光ダイオード
などの光源を備えた栽培棚を提案している。さらに現時
点では未公開であるが、特願平１０−２８３８６０号で
は、上下に複数段で設けたコンベアと、それらのコンベ
アの入り口側および出口側にそれぞれ上下に移動自在に
設けた供給機構および取り出し機構とを備えた植物栽培
装置を提案している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記立体ベンチ型の植
物栽培装置は、駆動機構が複雑で、支持方法も繁雑であ
る。また、植物が育ったときに葉同士が絡まないよう
に、育ったときの大きさに合わせてトレイや容器を比較
的大きい間隔で配列している。そのため、植物が種や苗
の状態では実際に必要なスペースより大きい間隔で配列
することになり、スペースが無駄になる。そのため給水
管が長くなり、しかも光源の間隔が拡がるので照射の効
率も低下する。また上記の栽培棚では、育成状態に応じ
て順に大きい棚に移し換えていくことも可能であるが、
実際には多くの困難を伴う。また特願平１０−２８３８
６０号の植物栽培装置では、とくに育成が進んだ段階で
大きいスペースが必要で、照明の効率性が充分でない。
本発明は前記従来の植物栽培装置の無駄なスペースを省
き、照明効果を向上させることを技術課題としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の植物の栽培装置
（請求項１）は、栽培しようとする植物を搬送するコン
ベアと、そのコンベアの上方にコンベアに沿って配置さ
れる照明器具とを有し、その照明器具がコンベアの上流
側から下流側に向かって順次コンベアより離れるように
配置されていることを特徴としている。

【０００５】本発明の植物の栽培装置の第２の態様（請
求項２）は、栽培しようとする植物の根を浸す培養液を
収容すると共に植物の株を保持するトレイと、そのトレ
イを搬送するコンベアと、そのコンベアの上方に配置さ
れる照明器具とを有し、前記トレイの上面に、各植物の
株の上部を保持する漏斗形の保持具が設けられているこ
とを特徴としている。

【０００６】本発明の植物の栽培装置の第３の態様（請
求項３）は、栽培しようとする植物の根を浸す培養液を
収容すると共に植物の株を保持するトレイと、そのトレ
イを搬送するコンベアと、そのコンベアの上方に配置さ
れる照明器具と、そのコンベアの上流側または下流側の
端部から離れた位置に配置される供給・取り出し用の上
下コンベアと、コンベアと上下コンベアの間に介在され
る隔壁と、コンベアと上下コンベアとの間でトレイの受
け渡しをするようにコンベアの延長方向に往復移動自在
の受け渡しバーとを有し、前記隔壁がコンベアの延長方
向に受け渡しバーが出入りする開口部を有することを特
徴としている。

【０００７】このような栽培装置では、前記受け渡しバ
ーの先端に隔壁の開口部を塞ぐ扉が取り付けられている
ものが好ましい（請求項４）。さらに前記隔壁の内面お
よび扉の内面が、照明器具の光を反射する反射面を備え
ているものが好ましい（請求項５）。さらに上下コンベ
アに、トレイを保持する上下アームが取り付けられてお
り、その上下アームがコンベアの方に延びる水平部と、
その水平部の先端から下方に延び、その下端からコンベ
アから離れる方向に延びるフィンガーとを備えているも
のが好ましい（請求項６）。

【０００８】本発明の植物の栽培装置の第４の態様（請
求項７）は、栽培しようとする植物の根を浸す培養液を
収容すると共に植物の株を保持するトレイと、そのトレ
イを搬送するコンベアと、そのコンベアの上方に配置さ
れる照明器具とを有し、前記培養液が１０〜２０℃であ
り、前記トレイがアルミニウムないしその合金製である
ことを特徴としている。

【０００９】

【作用】本発明の栽培装置のコンベアで搬送される植物
の苗は、コンベアの上方に配置される照明器具で照らさ
れながら生育し、下流側に移動するにしたがって背が高
くなる。第１の態様の栽培装置（請求項１）では、上流
側から下流側に向かって順次照明器具がコンベアから離
れるように配置されているので、背が低い上流側でも背
が高い下流側でも、照明器具と植物の苗の上端部の間隔
があまり変わらない。したがって照明の効率が高く、照
明器具の光が無駄なく利用される。

【００１０】また第２の態様の栽培装置（請求項２）で
は、トレイの上面に植物の株の上部が漏斗形の保持具で
保持される。そのため、とくにレタスなどの葉ものの植
物の葉が拡がらず、上向きに纏められる。そのため隣接
する植物の間隔を小さくしても、植物の葉同士が絡まっ
たりすることが少ない。したがって１本のトレイに多く
の植物の株を収容することができ、照明器具の光を多く
の植物に対して効率よく照らすことができる。

【００１１】第３の態様の栽培装置（請求項３）では、
コンベアと上下コンベアとの間に隔壁が設けられている
ので、コンベア上の植物を照らす照明器具の光が外部に
拡がらない。また、温度管理も容易になる。コンベアと
上下コンベアの間のトレイの受け渡しは、開口部を通す
ことにより行うことができる。開口部を塞ぐ開閉自在の
扉を設ける場合（請求項４）は、トレイの受け渡しのと
きを除き、扉が開口部を塞いでいるので、開口部から洩
れる光が一層遮断され、温度管理も一層容易になる。ま
た隔壁や扉の内面に照明器具の光を反射する反射面を設
けるとき（請求項５）は、一層照明効果が効率的にな
る。

【００１２】上下コンベアにトレイを保持する上下アー
ムが取り付けられており、その上下アームがコンベアの
方に延びる水平部と、その水平部の先端から下方に延
び、その下端からコンベアから離れる方向に延びる鉤状
のフィンガーとを備え、受け渡しバーの先端に扉を設け
た栽培装置（請求項６）では、上下アームとフィンガー
の間に扉を通すことができるので、扉とフィンガーとを
干渉させずに上下アームと受け渡しバーの間でトレイの
受け渡しを行うことができる。また扉の開閉と受け渡し
バーの前後動が連動するので、駆動機構および制御機構
が簡単になる。

【００１３】栽培しようとする植物の根を浸す培養液を
収容すると共に植物の株を保持するトレイと、そのトレ
イを搬送するコンベアと、そのコンベアの上方に配置さ
れる照明器具とを有し、前記培養液が１０〜２０℃であ
り、前記トレイがアルミニウムないしその合金製である
栽培装置（請求項７）では、培養液の温度が適温で植物
の徒長などの生育障害を防ぐことができる。しかもトレ
イがアルミニウムないしその金属合金であるので、周囲
を冷やすことができ、照明器具による温度上昇を緩和さ
せ、周囲温度を適切な範囲に維持することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】つぎに図面を参照しながら本発明
の植物の栽培装置の実施の形態を説明する。図１は本発
明の栽培装置の一実施形態を示す概略側断面図、図２お
よび図３はそれぞれその栽培装置の全体を示す側面図お
よび平面図、図４ａおよび図４ｂはそれぞれその栽培装
置のトレイの一実施形態を示す部分切り欠き斜視図およ
び要部断面図、図５は本発明の栽培装置の受け渡し機構
の一実施形態を示す斜視図、図６および図７はその受け
渡し機構の作用を順に示す工程図、図８は収穫コンベア
側の受け渡し機構の実施形態を示す概略断面図、図９ａ
は本発明に関わる照明器具の一実施形態を示す斜視図、
図９ｂはその照明器具の要部断面図、図１０ａ〜ｅはそ
れぞれその照明器具の発光要素の実施形態を示す拡大断
面図である。

【００１５】始めに図２および図３を参照して栽培装置
の全体を説明する。図２および図３に示す栽培装置Ａ
は、建屋１内に組み立てられた多段の搬送用のコンベア
装置２、２・・・と、各段のコンベア装置２の間に配置
された照明器具３と、コンベア装置２にトレイ（樋）５
を供給するための定植コンベア６と、トレイを取り出す
ための収穫コンベア７とを備えている。定植コンベア６
および収穫コンベア７は上下に移動する。さらに照明器
具３を冷却する冷却水の配管や、コンベア装置２に載置
されているトレイ５に水耕栽培用の培養液を供給するた
めの給水設備およびトレイからの排水を流す排水設備な
どの付帯設備なども設けられている。この実施形態では
各段のコンベア装置２の構成は実質的に同じであり、各
段で同じ植物を栽培したり、段ごとに異なる植物を栽培
することができる。

【００１６】前記建屋１は、たとえば高さ１０ｍ、長さ
１２ｍ、間口１０ｍ程度のものであり、外壁には１０cm
程度の断熱壁が採用されている。ただし建屋の大きさや
高さなどは、栽培しようとする植物の種類などにより自
由に変更しうる。さらにこの実施形態では、定植コンベ
ア６とコンベア装置２の間、およびコンベア装置２と収
穫コンベア７の間に、照明器具３の光を反射させる反射
壁８が設けられている。反射壁８は図３のように、コン
ベア装置２を囲むように設けてもよい。また、反射壁８
として、断熱材を使用してもよい。たとえば白色の発泡
スチロールの壁は、その両方の作用を奏する。反射壁８
の内面に、アルミ箔などの光を反射させやすい金属箔を
貼り付けてもよい。

【００１７】建屋１の下部には作業者９が定植コンベア
６にトレイ５を乗せたり、収穫コンベア７からトレイを
収穫したりするための作業室１０が設けられ、その上方
にたとえば１０段程度でコンベア装置２が配置されてい
る。作業室１０の中央部はトレイ５に種を植え付ける播
種エリア１０ａであり、定植コンベア６に近い部位は種
から苗に育てるための育種エリア１０ｂであり、収穫コ
ンベア７に近い部位はトレイを積み降ろして植物を収穫
するための収穫エリア１０ｃである。

【００１８】図２に示すように、各段のコンベア装置２
は建屋１の左右の２ヶ所に配置され、横に長いトレイ５
の左右端からいくらか内側寄りの位置を支えるようにし
ている。さらに左右端の近辺およびコンベア装置２の間
には、トレイ５を滑らせるように支持するためのレール
１１が複数本設けられている。

【００１９】図１および図３に示すように、前記照明器
具３はコンベア装置２の下面近辺に平面状に拡がるよう
に、かつコンベア装置２の上流側では低く、下流側では
高くなるように支柱１２などで取り付けられ、１段下の
コンベア装置２のトレイ５を照射するようにしている。
照明器具３を傾斜して設けているのは、栽培しようとし
ている植物の生長の初期の段階では、その背が低いた
め、少しでも照明器具３と植物とを接近させて照明効果
を上げるためである。

【００２０】なお、最下段のコンベアの下面には照明器
具３は設けられておらず、最上段のコンベア装置２のト
レイ５を照射する照明器具が天井近辺に設けられてい
る。照明器具３としては、蛍光灯、電灯などでも可能で
あるが、植物の栽培に適切な波長（色）の光を出す発光
ダイオード（ＬＥＤ）が好ましい。たとえば発光ダイオ
ードをパネル状にして用いる場合、各パネルの２／３は
赤色の発光ダイオードとし、１／３を青色の発光ダイオ
ードとするなど、植物の種類に応じて適切な組み合わせ
を選択すればよい。パネル全体の明るさは、たとえば２
０００〜３０００ルクス程度が好ましいが、植物によっ
て適切な照度に設定すればよく、また、時間的に明るさ
をコントロールすることも任意である。

【００２１】図２の符号１３は、建屋１内の空気を循環
するファンであり、温度コントロール、湿度コントロー
ル、ＣＯ₂コントロールを行うエアコンディショナを設
けている。なおコンベア装置２の途中で植物の生育環境
を変えたい場合は、透明な合成樹脂シートなどの仕切り
を設けるようにしてもよい。またガスの濃度、温度、湿
度などを検出するセンサを設け、常時監視しながら自動
的に各種の環境要素のコントロールを行うのが好まし
い。

【００２２】つぎに図１および図３を参照して、コンベ
ア装置２を説明する。左右に配置されている各コンベア
装置２は、それぞれ１本のベルトコンベアで構成しう
る。ベルトコンベアは、端部に回転自在に設けた駆動ド
ラム１４と、途中に回転自在に設けた多数本のアイドラ
ローラ１５と、それらの周囲を循環するベルト１６と、
駆動ドラム１４を回転させるモータ（図５の符号Ｍ参
照）などから構成されている。左右のコンベア装置２の
駆動ドラム１４は駆動軸（図５の符号１７参照）で連結
している。また、ベルトコンベアに変えてチェーンコン
ベアなどの循環伝導要素を用いてもよい。さらに定植コ
ンベア６から収穫コンベア７まで複数本のコンベアを連
結するようにしてもよく、その場合は各コンベアごとに
搬送速度を変えることができる。

【００２３】前記定植コンベア６は図３に示すように、
上下端に配置した４個のスプロケット２０で無端状のチ
ェーン２１を支持する形態、すなわちチェーンコンベア
を縦方向に配置したような形態を備えている。チェーン
２１には、トレイ５を支持するための受け具２２がコン
ベア装置２の上下の段差に応じたピッチで設けられてい
る。なお、受け具２２は後述する受け渡し機構との関係
で、図１に示すように、前方に延びる水平部２３と、そ
の先端から下方に延び、さらにその下端から戻る方向に
延びるＬ字状のフィンガー２４とを備えている。フィン
ガー２４の先端には上向きに突出する引っ掛け部２５が
設けられている。チェーン２１は前面側が上昇すると後
面側が下降するように、モータ（図示していない）など
で循環駆動する。収穫コンベア７は定植コンベア６と実
質的に同じであるので、同じ部分に同じ符号を付して説
明を省略する。

【００２４】図４ａは前記トレイ５の好ましい実施形態
を示している。トレイ５は、アルミニウムまたはアルミ
ニウム合金製の角パイプ製であり、両端が蓋５ａなどで
閉じられている。そして上面には５０〜３００ｍｍ程度
の間隔で植物栽培用の開口部２６が形成されている。図
４ｂに示すように、トレイ５には培養液２７が収容され
るので、液密状態にしている。トレイ５の一端側の上面
には、培養液を流し込むための供給口５ｂが開口してお
り、他端の底部には、底面を貫通するように培養液の排
出用のパイプ５ｃが設けられている。パイプ５ｃの上端
の高さは、培養液の液面を定めており、それを超える培
養液はパイプ５ｃから排出される。培養液２７は通常は
１０〜２０℃程度、より好ましくは１５〜１６℃程度に
冷却されている。そしてトレイ５がアルミニウムないし
アルミニウム合金製であるので、周囲の空気を冷却する
ことができる。それにより培養液が漬かっている根の部
分だけでなく、茎や葉についても、２２〜２３℃の室温
や照明器具３による温度上昇を抑えることができ、徒長
などの育成障害を防ぐことができる。

【００２５】この実施形態では、トレイ５の開口部２６
を円形にしており、その中に漏斗状の保持具３０が取り
付けられている。トレイ５の上面の内面中央には、下向
きに突出するリブ５ｄが設けられており、開口部２６は
そのリブ５ｄを避けるように千鳥状に配置されている。
保持具３０は開口部２６内に挿入される円筒状の基部３
１と、基部３１の上方に延びる円錐状の保持部３３とか
ら構成されている。保持部３３の上端には、強度を増す
ための折り曲げ段部３２を設けている。保持部３３は円
筒状ないし角筒状であってもよい。トレイ５の全体は合
成樹脂などで一体に成形しうる。たとえば合成樹脂シー
トを熱プレス成形して保持部３３と有底の基部３１の形
状を成形し、折り曲げ段部３２の周囲をトリミングし、
基部３１の底部を打ち抜くことにより製造することがで
きる。保持部３３は照明器具３の光を透過するように透
明ないし半透明にするのが好ましい。なお保持具３０を
図４ｂのように開口部２６に挿入すると、基部３１がト
レイ５の内壁あるいはリブ５ｄに当たるので、ひっくり
返ることはないが、基部３１と保持部３３の境目に鍔を
設けてもよい。

【００２６】このような保持具３０を使用することによ
り、サニーレタスなどの葉物の野菜などの植物３５の葉
を拡がらないように保持することができる。すなわちト
レイ５の開口部２６に直接植物３５を植え付けた場合
は、生長するにしたがって想像線のように葉が横方向に
拡がる。しかしこのように拡がると、隣接する植物３５
の葉同士が干渉し、収穫時に葉が絡まってちぎれたりす
る問題がある。そのため、開口部２６の間隔を大きくと
る必要がある。図４ａ、図４ｂのトレイ５では、植物の
葉を纏めて上向きに保持する保持具を設けているので、
想像線のように拡がらず、そのため隣接する葉同士の干
渉が避けられ、開口の間隔をたとえば５０〜２００ｍｍ
程度と小さくすることができ、それにより同じスペース
で収穫量を増やすことができる。

【００２７】定植コンベア６は搬送用のコンベア装置２
と干渉しないように配置している。そのため図５に示す
ように、両者の間にトレイ５を受け渡しするための受け
渡し機構４０を設けている。この受け渡し機構４０は、
前後に移動する受け渡しバー４１と、定植コンベア６の
上下動とを組み合わせたものである。受け渡しバー４１
はたとえば平坦な板材あるいはパイプであり、その先端
に上向きにトレイ５を安定して保持するためのフック４
２を備えている。受け渡しバー４１はガイド４３により
前後に移動自在に支持されており、下面に設けたラック
歯列４４とモータＭ２で駆動されるピニオン４５とによ
って前後に駆動される。

【００２８】受け渡しバー４１は左右に長いトレイ５を
安定して受け渡すことができるように、左右に複数基、
たとえば２〜３基程度平行に設けられている。各受け渡
しバー４１を駆動するピニオン４５はそれぞれのモータ
Ｍ２で同調するように回転駆動されており、それにより
同調して作動することができる。なおエアシリンダや油
圧シリンダなどの他の直動アクチュエータを採用するこ
ともできるが、モータ駆動が好ましい。

【００２９】前述のように定植コンベア６と搬送用のコ
ンベア装置２との間には反射壁８が設けられている。そ
のため反射壁８には受け渡しバー４１を通すための開口
部５０ないし窓が形成されている。そしてこの実施形態
では、受け渡しバー４１の先端に、その開口部５０を閉
じるための扉５１が取り付けられている。扉５１も反射
壁８と同様の白色の発泡スチロール、あるいはその内面
にアルミ箔を貼り付けたものなどで構成しうる。

【００３０】定植コンベア６の受け具２２と受け渡しバ
ー４１とは、図５から分かるように左右にずらせること
ができるので、本来は受け渡しバー４１を前進（左方
向）させた状態で定植コンベア６をいくらか下降させ、
トレイ５を受け渡しバー４１に乗せ替えるだけでよい。
しかしこの実施形態では受け渡しバー４１の先端に扉５
１を取り付けているために扉５１と受け具２２の干渉を
避ける必要がある。前述のように受け具２２にフィンガ
ー２４を設けてトレイ５を後ろ向きに取り出す形態にし
たのは、その干渉を避けるためである。以下、図１、図
６および図７を参照して、受け具２２から受け渡しバー
４１への受け渡しの手順を説明する。なお、定植コンベ
ア６のモータおよび受け渡しバー４１のモータＭ２は、
下記の手順を順に行うように制御されている。

【００３１】始めは図１のように受け具２２は反射壁８
の開口部５０よりも上方の、扉５１と干渉しない位置で
止まっている。この状態で図６の上段に示すように、受
け渡しバー４１を定植コンベア６の方に移動させ、フッ
ク４２をトレイ５の後方に位置させる（ステップＳ
１）。ついで定植コンベア６を駆動して受け具２２を下
降させ、トレイ５を受け渡しバー４１に軽く乗せる（ス
テップＳ２）。ついで受け渡しバー４１を後退させ、フ
ック４２でトレイ５を保持するようにする（ステップＳ
３）。

【００３２】ついで図７の上段に示すように、受け具２
２をいくらか下降させ、受け渡しバー４１を再び前進さ
せる（ステップＳ４）。ついでその状態で受け具２２を
扉５１と干渉しない位置まで上昇させる（ステップＳ
５）。さらに受け渡しバー４１を後退させ、トレイ５を
コンベア装置５に乗せ替える。その後は再び受け渡しバ
ー４１を前進させて扉５１で反射壁８の開口部５０を閉
じる。

【００３３】上記の手順で受け具２２と受け渡しバー４
１とを順に作動させることにより、扉５１やトレイ５と
受け具２２の干渉を避けることができる。そしてこのよ
うな扉５１を設けることにより、開口部５０を別個の駆
動源を設けることなく、自動的に開閉させることができ
る。また開口部５０を閉じることにより、反射壁８の反
射作用および断熱作用を一層確実にすることができる。

【００３４】ただし扉５１の上端を反射壁８にヒンジ連
結しておき、モータやエアシリンダなどの別個の駆動源
で開閉させるようにしてもよい。その場合は受け具２２
は単に水平部２３の先端にトレイ５を引っ掛けるための
上向きの突起を設けた形態でよく、また受け具２２を下
降させて受け渡しバー４１にトレイ５を乗せた後は、そ
のまま下側に逃げればよい。

【００３５】定植コンベア６の各段の受け具４２からは
一斉に対応するコンベアにトレイ５を乗せ換えてもよ
く、一段ずつ順に乗せ換えるようにしてもよい。なお空
になった定植コンベア６には、図２の作業者９が次の種
苗を植えたトレイ５を積み込む。

【００３６】定植コンベア６および受け渡し機構４０は
上記のものに限らず、立体倉庫などで用いられている種
々の装置を採用することができる。たとえば前述の受け
渡しバー４１は、それ自体がチェーンに対して上下動す
るものであってもよい。その場合は定植コンベア６の前
面側をいくらか下降させる必要がない。また受け渡しバ
ー４４から搬送用のコンベア装置２への受け渡しがスム
ーズである。

【００３７】図８の収穫コンベア７についても、循環方
向や作用の順序が逆になるだけで、定植コンベア６と実
質的に同じ装置を採用することができる。ただしコンベ
ア装置２からトレイ５を降ろすとき、植物の葉が次のト
レイの植物の葉とからまっていることがあるので、受け
渡しバー４１の上でトレイ５が滑らないように、受け渡
しバー４１の先端近辺にトレイ５を引っ掛けるための段
部５３を設けておくのが好ましい。収穫コンベア７によ
って降ろしたトレイ５は、作業者が作業室の収穫エリア
１０ｃに降ろし、トレイ５から植物だけを収穫する。空
になったトレイ５は、再び播種エリア１０ａで種をまく
ために使用する。なおトレイ５には、通常は水と、養分
と、それらを吸収保持する水分保持材と、種だけを入れ
る。すなわち水耕栽培により栽培する。しかし土を入れ
てその土に種を植えてもよい。また最初から苗を植える
ようにしてもよい。

【００３８】つぎに照明器具３として発光ダイオードを
採用する場合の好ましい実施形態を説明する。発光ダイ
オードは発光により温度が上昇し、発光効率が低下す
る。さらに建屋１内は高温多湿に維持する場合が多く、
一層発光効率が低下する。この実施形態では、図９ａに
示すように、発光ダイオードを多数取り付けたパネル５
５をアルミニウムなどの熱伝導率が高い金属板とし、そ
のパネル５５の裏面側に冷却水を通すための配管５６を
密着して設けている。

【００３９】図９ｂのパネル５５では、配管５６を角形
のパイプとし、パネル５５の裏面からスタッドボルト５
７を突出させ、金属板を折り曲げたマウント部材５８お
よびナット５９で配管５６を固定している。このような
角形のパイプを用いると、熱伝導性が高くなるので好ま
しい。なお図８ｂのパネル５５は、アルミニウムなどの
ベースプレート６０と、その下面に配置されるアルミの
角パイプからなる枠体６１と、その下面側に設けられる
ガラス板６２と枠体６１の外周に充填されるシリコーン
樹脂などの充填材６３とを備えている。

【００４０】ベースプレート６０の下面には、発光ダイ
オードなどの発光素子６４を配列した基板６５を配列し
ている。前記枠体６１の内部には乾燥剤６６が充填され
ており、ベースプレート６０とガラス板６２の間での空
間Ｎは乾燥した窒素ガスなどの不活性ガスが充填されて
いる。なお乾燥空気などでもよい。枠体６１とベースプ
レート６０の間、および枠体６１とガラス板６２の間に
は、ブチルパテ６７などのシール材が介在されており、
前述のシリコーン樹脂の充填材６３と共に、空間Ｎ内の
気密性を維持している。

【００４１】図１などに示すように、パネル５５は傾斜
して設けている。そしてパネル５５の裏面の配管５６に
より冷却水を循環させるが、配管５６も傾斜しているの
で、冷却水の循環作用がよくなる。なお配管５１あるい
はダクトに−４０℃〜−８０℃程度の乾燥した空気を送
り、直接、あるいは冷却板などを介して照明器具３を冷
却するようにしてもよい。照明器具３を冷却して温度が
上昇した空気はそのままダクトで回収してもよく、また
室内に放出してもよい。

【００４２】なお発光ダイオードなどの光源を断熱材の
箱などで囲み、その箱内を乾燥した低温の空気あるいは
水などで冷却すると共に、光源からコンベアの下面（ト
レイの上方）まで光ファイバーで光を導くようにしても
よい。その場合は光源を充分に低温に冷却することがで
き、また結露を防止しうるので、光源を保護することが
できる。また太陽など、外部の自然光を光ファイバーで
建屋内のコンベアの下面まで導くようにしてもよい。

【００４３】図１０ａ〜ｆは前記パネル５５の下面に取
り付ける発光ダイオードを用いた発光素子の実施形態を
示している。図１０ａの発光素子６４はアルミニウムな
どの金属製の基板６５に発光ダイオード７０を固定し、
その上に半球状ないし凸レンズ状に盛り上げるように、
エポキシ樹脂などの透明の耐熱性が高い合成樹脂の封止
材７１を設けたものである。さらにこの実施形態では、
封止材７１上に第２の凸レンズ層７２および第３の凸レ
ンズ層７３を２段に設けている。なお符号７５は電極線
であり、７６は電極、７７は製造時に封止材７１の流れ
が外側に拡がらないように設けたリング状のダム部材で
ある。

【００４４】この発光素子６４の封止材７１は凸レンズ
状に盛り上がっているので、発光ダイオード７０から発
せられる光が拡散せず、基板６５に対してほぼ直角にま
っすぐ放射される。また第２の凸レンズ層７２および第
３の凸レンズ層７３によっても、光が収束され、強力な
光が植物に照射される。したがってこのパネル５５を照
明器具３として採用する場合は、一層植物の育成作用が
効率的になる。

【００４５】図１０ｂの発光素子６４は、基板６５に深
さ０．３〜２ｍｍ程度、好ましくは０．５〜１ｍｍ程度
の窪み８０を設け、その内面を光を反射する鏡面にして
いる。そして窪み８０に充填した封止材７１の上面は凸
レンズ状に盛り上げている。なお内面のうち、窪み８０
の底面８１は電極７６を設けるために平坦で、側面８２
は凹面鏡状に湾曲している。このものは発光ダイオード
７０から発した光が内面に反射してある程度収束され、
さらに封止材７１による凸レンズ作用で一層収束されて
放射される。

【００４６】図１０ｃの発光素子６４は図１０ａの３層
の凸レンズ構造と図１０ｂの内面反射鏡構造とを組み合
わせたものであり、両方の作用が同時に達成される。図
１０ｄの発光素子６４は、図１０ｃのものとほぼ同じ構
造を有する。ただし窪み８０がいくらか浅く、電極７６
が基板６５の表面に設けられ、封止材７１がその電極７
６を覆うように窪み８０よりも大きい拡がりを有する点
で異なる。このものも図１０ｃのものと実質的に同じ作
用効果を奏するほか、電極線７５の接続が容易であると
いう利点がある。

【００４７】図１０ｅの発光素子６４は、封止材７１の
上面が基板６５の表面と面一になっている点を除き、図
１０ｂ〜１０ｄの発光素子と同じである。このものはレ
ンズ作用を奏しないが、窪み８０の内面の凹面鏡作用に
より、光がある程度収束され、植物まである程度強い光
が届く。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の栽培装置の一実施形態を示す概略側
断面図である。

【図２】その栽培装置の全体を示す側面図である。

【図３】その栽培装置の全体を示す平面図である。

【図４】図４ａおよび図４ｂはそれぞれその栽培装置
のトレイの一実施形態を示す部分切り欠き斜視図および
要部断面図である。

【図５】本発明の栽培装置の受け渡し機構の一実施形
態を示す斜視図である。

【図６】その受け渡し機構の作用を順に示す工程図で
ある。

【図７】その受け渡し機構の作用を順に示す図６に続
く工程図である。

【図８】図１の栽培装置の収穫コンベア側の概略側断
面図である。

【図９】図９ａは本発明に関わる照明器具の一実施形
態を示す斜視図、図９ｂはその照明器具の要部断面図で
ある。

【図１０】図１０ａ〜ｅはそれぞれその照明器具の発
光要素の実施形態を示す拡大断面図である。

【符号の説明】

Ａ栽培装置１建屋２コンベア装置３照明器具５トレイ６定植コンベア７収穫コンベア８反射壁１０作業室１１レール１３ファン１４駆動ドラム１５アイドラローラ１６ベルト１７駆動軸２０スプロケット２１チェーン２２受け具２３水平部２４フィンガー２５引っ掛け部２６開口部２７培養液３０保持具３１基部３３保持部３５植物４０受け渡し機構４１受け渡しバー４３ガイド４４ラック歯列Ｍ２モータ４５ピニオン５０開口部（窓）５１扉５３段部５５パネル５６配管５７スタッドボルト５８マウント部材５９ナット６０ベースプレート６１枠体６２ガラス板６３充填剤６４発光素子６５基板６６乾燥剤Ｎ空間６７ブチルパテ７０発光ダイオード７１封止材７２、７３凸レンズ層７５電極線７６電極７７ダム部材８０窪み８１底面８２側面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2B022 AA01 DA01 DA05 DA15 DA17 DA19 DA20 2B027 NB01 ND01 ND13 NE01 TC05 TC14 TC15 UA03 UA10 UA13 UA21 UB03 2B314 MA38 MA39 MA40 MA42 NA13 ND27 ND29 ND32 PB02 PD06 PD07 PD37 PD59 PD64

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】栽培しようとする植物を搬送するコンベ
アと、そのコンベアの上方にコンベアに沿って配置され
る照明器具とを有し、その照明器具がコンベアの上流側
から下流側に向かって順次コンベアより離れるように配
置されている植物の栽培装置。
【請求項２】栽培しようとする植物の根を浸す培養液
を収容すると共に植物の株を保持するトレイと、そのト
レイを搬送するコンベアと、そのコンベアの上方に配置
される照明器具とを有し、前記トレイの上面に、各植物
の株の上部を保持する漏斗形の保持具が設けられている
植物の栽培装置。
【請求項３】栽培しようとする植物の根を浸す培養液
を収容すると共に植物の株を保持するトレイと、そのト
レイを搬送するコンベアと、そのコンベアの上方に配置
される照明器具と、そのコンベアの上流側または下流側
の端部から離れた位置に配置される供給取り出し用の上
下コンベアと、コンベアと上下コンベアの間に介在され
る隔壁と、コンベアと上下コンベアとの間でトレイの受
け渡しをするようにコンベアの延長方向に往復移動自在
の受け渡しバーとを有し、前記隔壁がコンベアの延長方
向に受け渡しバーが出入りする開口部を有する植物の栽
培装置。
【請求項４】前記隔壁の開口部を塞ぐ開閉自在の扉が
設けられている請求項３記載の栽培装置。
【請求項５】前記隔壁の内面および扉の内面が、照明
器具の光を反射する反射面を備えている請求項４記載の
栽培装置。
【請求項６】前記上下コンベアに、トレイを保持する
上下アームが取り付けられており、その上下アームがコ
ンベアの方に延びる水平部と、その水平部の先端から下
方に延び、その下端からコンベアから離れる方向に延び
るフィンガーとを備えており、前記扉が受け渡しバーの
先端に取り付けられている請求項４記載の栽培装置。
【請求項７】栽培しようとする植物の根を浸す培養液
を収容すると共に植物の株を保持するトレイと、そのト
レイを搬送するコンベアと、そのコンベアの上方に配置
される照明器具とを有し、前記培養液が１０〜２０℃で
あり、前記トレイがアルミニウムないしその合金製であ
る植物の栽培装置。