JP2014090689A - 植物栽培装置 - Google Patents

Abstract

【課題】最適な光の照射条件が異なる植物を、一つの施設内で同時に栽培することを可能にする植物栽培装置を提供する。
【解決手段】略環状の載置領域Ａが設けられた支持プレート２と、この支持プレート上のトレイに光を照射する照明具３と、前記載置領域の一部を覆うことにより、照明具によって照射される光を遮る遮光部材４とを備え、照明具と遮光部材とが、載置領域の中心に対して反対側に設けられ、その相対的な位置関係が固定され、照明具による光の照射が、載置領域に対して鉛直面内において斜めに行なわれるようになされ、照明具と遮光部材とに対し、支持プレートが載置領域の中心を回転中心として相対回転させられるようになされている。
【選択図】図１

Description

本発明は植物栽培装置に係わり、特に、屋内において工業的に植物を栽培するようにした植物栽培装置に関するものである。

従来、種苗をトレイに植え付けるとともに、このトレイを搬送しつつ光を照射して、植物を工業的に栽培する植物栽培装置が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００１−９５３８３号公報

前述した技術によって、気候に左右されることなく安定した植物栽培が可能となったが、なお、つぎのような改善すべき問題点が残されている。

前述した技術にあっては、種苗が植え付けられたトレイを、照明器具から照射される光の中を搬送することにより前記種苗を育成するようにしており、この光の照射条件（たとえば、明るさ、照射時間、波長等）が、栽培する植物に最適なように全照射領域にわたって設定されている。

したがって、前述した光の照射条件と栽培する植物の種類との組み合わせがほぼ一義的に決まり、異なる種類の植物を栽培する際には、この植物に合わせて照射条件を調整し直す必要がある。

換言すれば、異なる種類の植物を同時に栽培する場合、これらの植物に必要な光の照射条件が類似している場合には問題なく栽培が可能であるが、光の照射条件が大きく異なる場合にあっては、これらの植物を同時に栽培することができず、あるいは、適切な栽培が行なえない。

本発明は、このような従来の技術において残されている問題点を解決するためになされたもので、最適な光の照射条件が異なる植物を、一つの施設内で同時に栽培することを可能にする植物栽培装置を提供することを解決課題とする。

本発明の請求項１に記載の植物栽培装置は、植物が植え付けられたトレイが載置される略環状の載置領域が設けられた支持プレートと、この支持プレート上の前記トレイに光を照射する照明具と、前記支持プレートの前記載置領域の一部を覆うことにより、前記照明具によって照射される光を遮る遮光部材とを備え、前記照明具と前記遮光部材とが、前記環状の載置領域の中心に対して反対側に設けられているとともに、その相対的な位置関係が固定されており、前記照明具による光の照射が、前記載置領域に対して鉛直面内において斜めに行なわれるようになされ、前記照明具と遮光部材とに対し、前記支持プレートが前記載置領域の中心を回転中心として相対回転させられるようになされていることを特徴としている。

このような構成とすることにより、前記支持プレートの環状に形成された載置領域に多数のトレイを載置するとともに、前記照明具によって前記トレイに対して斜め上方から光を照射し、さらに、支持プレートを前記照明具および遮光部材に対して、前記載置領域の長さ方向に沿って相対回転させる。

このような相対回転により、前記載置領域に環状に載置されたトレイは、前記照明具から遮光部材さらに照明具へと相対移動させられ、これによって、トレイに植え込まれた種苗等は、光の照射とその遮蔽を繰り返し受ける。

ここで、前記遮光部材による光の遮蔽領域を適宜設定することにより、光の照射時間と遮蔽時間との比率を容易に調整することができる。
そして、前述した支持プレートと照明具との相対回転の１回転を１日とした場合、前述した光の照射時間と遮蔽時間との比率を昼間と夜間との比率に合わせることができる。

この結果、前記種苗等に、自然の日照時間とほぼ同様の条件で光の照射を行なうことができ、自然環境に近い状態での栽培が可能となる。

一方、前記載置領域に載置されるトレイと前記照明具との距離が、前記載置領域の幅方向外側に載置されるトレイと内側に載置されるトレイとで異なり、外側に載置されているトレイには上方から光の照射が行なわれ、載置位置が内側に行くにしたがい、前記と例への光の照射方向か徐々に横方向へと変化する。

これは、季節によって植物に当たる日光の角度が変化することと同じであり、したがって、前記載置位置を調整することにより、四季の違いによる日照条件（主に太陽光の照射角）の変化に擬似的に対応させることができる。

このような作用を利用して、栽培時期の異なる植物を、それぞれに適した照射角度が得られる位置に載置することにより、これらの植物に最適な角度で光を照射することができる。

たとえば、夏野菜を前記載置領域の外側に載置することにより、夏野菜に上方から光の照射を行ない、秋野菜を前記載置領域の中間部、そして、冬野菜を内側に載置することにより、徐々に前記光の照射角を小さくして、それぞれの植物に適した光の照射を行なうことができる。
この結果、栽培時期の異なる植物を同時に栽培することができる。

そして、請求項２に記載のように、前記支持プレートに設けられる前記環状の載置領域の幅を、この載置領域の中心と前記照明具とを結ぶ線を含む鉛直面において、前記支持プレートの面と前記照明具から照射される光とによって形成される挟角が、夏至時の太陽の仰角から冬至の太陽の仰角となる範囲に設定することにより、前記照明具による光の照射を、栽培する場所における自然の日照条件により近似させることができる。

本発明の請求項３に記載の植物栽培装置は、請求項１または請求項２の何れかに記載の前記遮光部材が、前記載置領域を扇形状に覆うように設けられており、この扇形の中心角が、前記載置領域の最外部において最小角となり、最内部に行くにしたがい増加するように設定されていることを特徴としている。

このような構成とすることにより、光の照射時間を前記載置領域の最外部において最大とし、内側に行くにしたがい前記光の照射時間を減少させることができる。

これによって、光の照射角度が大きい前記載置領域の外側において、その光の照射時間を最大とし、光の照射角度が小さくなる内側において、その光の照射時間を少なくすることができる。
したがって、本装置における光の照射時間を、自然の日照時間が四季によって変化するように変化させることができる。

そして、請求項４に記載のように、前記照明具および遮光部材を固定しておき、前記支持プレートをその載置領域の中心を回転中心として回転させることにより、また、請求項５に記載のように、前記支持プレートを固定しておき、前記照明具および遮光部材を、相対的位置関係を保持した状態で、前記載置領域の中心を回転中心として、前記支持プレート回りに回転させることにより、前述した光の照射態様を実現することができる。

本発明によれば、配列された栽培すべき植物を環状に配置し、その配置位置に応じて光の照射条件を変化させることにより、栽培時期の最適時期の異なる植物を同時に栽培することができる。

本発明の一実施形態の縦断面側面図である。 本発明の一実施形態の一部を省略した平面図である。 本発明の一実施形態の一部を省略した平面図である。 本発明の一実施形態の側面図である。 本発明の一実施形態に用いられるトレイの一例を示す側面図である。 本発明の一実施形態に用いられるトレイの他の例を示す側面図である。 本発明の一実施形態に用いられるトレイの他の例を示す正面図である。 本発明の他の実施形態を示す一部を省略した平面図である。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明すれば、図１において符号１は本実施形態に係わる植物栽培装置を示す。

この植物栽培装置１は、植物Ｐが植え付けられたトレイＴが載置される略環状の載置領域Ａが設けられた支持プレート２と、この支持プレート２上の前記トレイＴに光を照射する照明具３と、前記支持プレート２の前記載置領域Ａの一部を覆うことにより、前記照明具３によって照射される光を遮る遮光部材４とを備え、前記照明具３と前記遮光部材４とが、前記環状の載置領域Ａの中心に対して反対側に設けられているとともに、その相対的な位置関係が固定されており、前記照明具３による光の照射が、前記載置領域Ａに対して鉛直面内において斜めに行なわれるようになされ、前記照明具３と遮光部材４とに対し、前記支持プレート２が前記載置領域Ａの中心を回転中心として相対回転させられるようになされている。

これらの詳細について説明すれば、本実施形態においては、前記照明具３および遮光部材４は、建造物（図示略）の床面Ｆに固定され、前記支持プレート２が、その載置領域Ａの中心を回転中心として回転させられるようになされている。

前記支持プレート２は、中心部に円状の開口部が形成された円盤状に形成されていることにより、その上面が環状の前記載置領域Ａとなされている。

前記載置領域Ａは、その幅が、前記支持プレート２の面と前記照明具３から照射される光とによって形成される挟角αが、夏至時の太陽の仰角α１から冬至の太陽の仰角α２となる範囲に設定されている。

また、前記支持プレート２の中心部に、この支持プレート２を支持する回転シャフト５が固定されている。

前記回転シャフト５には、その下端部にリングギア６が一体に取り付けられており、このリングギア６の下部には、その周方向に間隔をおいた複数箇所に、ガイドローラー７が回転自在に装着され、これらのガイドローラー７が、その下方に対向配置され、前記床面Ｆに取り付けられた環状のガイドレール８にその上方から嵌合されることにより、前記回転シャフト５が前記リングギア６とともに支持されている。

したがって、前記支持プレート２が、前記回転シャフト５、リングギア６、および、ガイドローラー７を介して、前記ガイドレール８によって回転可能に支持されている。

また、前記リングギア６には、ドライブギア９が噛合させられており、このドライブギア９に、前記リングギア６を、前記ドライブギア９を介して回転駆動するギアドモーター１０が連設されている。

前記照明具３は、前記床面Ｆに立設された図示しないステー等により、図１に示すように、前記支持プレート２の側方でかつその載置領域Ａよりも上方に位置するように支持されており、前記載置領域Ａへ向けて光を斜め上方から照射するようになっている。

前記遮光部材４は、黒色の遮光カーテン等によって形成されており、前記載置領域Ａの一部をその両側部およびその上方から覆い、かつ、平面視でその長さ方向に沿って扇形状に覆うことにより、前記載置領域Ａの一部を暗闇状態に保持するようになっている。

また、図４に示すように、前記遮光部材４の、前記支持プレート２の上面に略垂直に接触する部位には、前記支持プレート２の回転に伴って移動させられる前記トレイＴによって押圧されて撓むことにより前記トレイＴの通過を許容する、簾状の可撓片４ａが複数設けられている。

また、前記遮光部材４の平面視の形状が、その扇形の中心角θが、前記載置領域の最外部において最小角θ１となり、最内部にいくにしたがい増加するように設定されている。

本実施形態では、図２に示すように、最外部の中心角θ１が１３５°、最内部の中心角θ３が２１６°、中間位置の中心角が１８０°にそれぞれ設定されている。
そして、前記遮光部材４の前記支持プレート２の上面に略垂直に接触する部位が、図３に示すように、前記最外部、中間部、および、最内部とを直線で結んだ線に沿うように形成されている。

これらの値は、それぞれ、日本における夏至時、冬至時、春分・秋分時における日照時間と夜間との比率と、前記照明具３から照射される光による照射時間と暗闇状態に保持する時間との比率が同じとなるように設定されている。

一方、図１において符号１１は、前記トレイＴに植え込まれている植物Ｐに培養液を散布する培養液供給手段を示し、符号１２は、前記トレイＴから落下させられる余剰の培養液を受け止める受液皿、また、符号１３は、前記受液皿１２から排出される培養液を収集して前記培養液供給手段１１へ戻す集液樋を示す。

このように構成された本実施形態の植物栽培装置１は、前記支持プレート２上に設けられている所定幅の載置領域Ａに、植物やその種苗等が植え込まれた複数のトレイＴを載置し、この支持プレート２を前記ギアドモーター１０によって所定方向に所定速度で回転させつつ、前記トレイＴへ向けて、前記照明具３によって光を照射することにより栽培を開始する。

ここで、前述した載置領域Ａの、前記照明具３の照射によって照らされる部位が、自然の昼間部となされ、この照射が前記遮光部材４によって遮蔽される部位が自然の夜間部となされる。

そして、前記トレイＴが前記昼間部の中間位置に位置させられた状態において、前記照明具３によって照射される光の鉛直面における照射範囲が、図１に示すように、夏至時における太陽の仰角に対応した仰角α１と冬至時における太陽の仰角α２との範囲内となるように設定されていることから、前記支持プレート２の内側へは冬至時の太陽光と同様の光が照射され、外側へは夏至時の太陽光と同様の光が照射される。

したがって、前記支持プレート２の内側に載置されたトレイＴの植物Ｐには冬期の太陽と同様の光の照射がなされ、外側に載置されたトレイＴの植物Ｐには夏期の太陽と同様の光の照射がなされる。

ここで、前記支持プレート２の内側に冬期の栽培に適した植物Ｐ載置し、内側に夏期の栽培に適した植物Ｐを載置することにより、これらの栽培時期の異なる植物Ｐに適切な光を照射することができるので、これら栽培時期の異なる植物Ｐを同時に栽培することができる。

これは、植物Ｐに、その最適な栽培時期における光の照射角を適切に設定するものであるが、さらに、本実施形態においては、前記遮光部材４によって、前記光の照射時間が、前記植物Ｐの最適な栽培時期に応じた適切な時間に設定される。

すなわち、前記載置領域Ａの外側に載置され、夏期栽培用の植物Ｐが植え込まれたトレイＴに対しては、短い夜間領域が設定されて長い照射時間が確保され、冬期栽培用の植物Ｐが植え込まれたトレイＴに対しては、長い夜間領域が設定されて短い照射時間となされる。

したがって、本実施形態においては、栽培時期の異なる植物Ｐのそれぞれに対して、個別に適正な照射角度と適正な照射時間とを確保することができ、栽培時期の異なる植物Ｐの同時栽培が可能となる。

一方、前述したトレイＴの移動に際して、このトレイＴが前記遮光部材４に出し入れされるが、その際に、前記トレイＴに植え込まれている植物Ｐが、前記遮光部材４の可撓片４ａに接触して損傷することが想定される。

これを防止するために、図５ないし図７に示すように、前記トレイＴの上方を取り囲むように防護柵１４を立設して、この防護柵１４によって前記可撓片４ａを押しのけつつ前記トレイＴを前記遮光部材４から出し入れし、前述した植物Ｐの損傷を防止することもできる。

なお、前記実施形態においては、前記支持プレート２を回転させる例について示したが、これに代えて、前記支持プレートを固定しておき、前記照明具および遮光部材をこれらの相対的位置関係を保持した状態で、前記載置領域の中心を回転中心として、前記支持プレート回りに回転させるようにすることもできる。

また、前記実施形態においては、前記支持プレート２上に載置したトレイＴを同一円状において移動させる例について示したが、この例は、栽培期間が短い場合に有効であるが、栽培期間が半年あるいは一年といった長期にわたる場合には、前記トレイＴを前述した円状の移動に加えて徐々に半径方向に沿った移動を行なう。

このような処理を行なうには、図８に示すように、前記支持プレート２に、その径方向に沿って往復移動可能なスライドプレート１５を設けておき、このスライドプレート１５上に、栽培期間の長い植物が植え込まれたトレイＴを載置しておき、前述した支持プレート２の回転とともに、前記スライドプレート１５を前記支持プレート２の径方向に移動させることにより、夏期、冬期、春期・秋期の各時期の照射を任意に行なうことができる。

前記スライドプレート１５の径方向への移動は、手動、自動の何れの方法によっても可能である。

１ 植物栽培装置
２ 支持プレート
３ 照明具
４遮光部材
４ａ 可撓片
５ 回転シャフト
６ リングギア
７ ガイドローラー
８ ガイドレール
９ ドライブギア
１０ ギアドモーター
１１ 培養液供給手段
１２ 受液皿
１３ 集液樋
１４ 防護柵
１５ スライドプレート
Ａ 載置領域
Ｆ 床面
Ｐ 植物
Ｔ トレイ

Claims (5)

1. 植物が植え付けられたトレイが載置される略環状の載置領域が設けられた支持プレートと、この支持プレート上の前記トレイに光を照射する照明具と、前記支持プレートの前記載置領域の一部を覆うことにより、前記照明具によって照射される光を遮る遮光部材とを備え、前記照明具と前記遮光部材とが、前記環状の載置領域の中心に対して反対側に設けられているとともに、その相対的な位置関係が固定されており、前記照明具による光の照射が、前記載置領域に対して鉛直面内において斜めに行なわれるようになされ、前記照明具と遮光部材とに対し、前記支持プレートが前記載置領域の中心を回転中心として相対回転させられるようになされていることを特徴とする植物栽培装置。
2. 前記支持プレートに設けられる前記環状の載置領域の幅が、この載置領域の中心と前記照明具とを結ぶ線を含む鉛直面において、前記支持プレートの面と前記照明具から照射される光とによって形成される挟角が、夏至時の太陽の仰角から冬至の太陽の仰角となる範囲に設定され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。
3. 前記遮光部材が、前記載置領域を扇形状に覆うように設けられており、この扇形の中心角が、前記載置領域の最外部において最小となり、最内部に行くにしたがい増加するように設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の植物栽培装置。
4. 前記照明具および遮光部材が固定されているとともに、前記支持プレートがその載置領域の中心を回転中心として回転させられるようになされていることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載の植物栽培装置。
5. 前記支持プレートが固定されているとともに、前記照明具および遮光部材が、相対的位置関係を保持した状態で、前記載置領域の中心を回転中心として、前記支持プレート回りに回転させられるようになされていることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載の植物栽培装置。
   
   

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