JP2019106952A - 植物栽培設備 - Google Patents

Abstract

【課題】安定した構造の植物栽培設備を提供する。【解決手段】植物栽培設備Ｆであって、支柱構造体Ｓは、互いに並行して鉛直方向に延びる複数の鉛直部材と、水平方向に延びる複数の水平部材とを組み合わせて構成され、二つの鉛直部材と二つの水平部材との組み合わせによって形成される矩形部分を少なくとも一つ含み、栽培棚ユニットＲは、奥行方向の長さが、奥行方向と垂直な幅方向の長さよりも長く延びた形状になっており、栽培棚ユニットＲは、奥行方向に沿って一列に並んで立設される複数の支柱構造体Ｓで構成される構造体群ＳＧ１と、奥行方向に沿って一列に並んで立設される複数の支柱構造体Ｓで構成される別の構造体群ＳＧ２との間に挟まれた状態でそれらの支柱構造体Ｓに固定され、支柱構造体Ｓのうち、矩形部分に含まれる水平部材は、栽培棚ユニットＲの幅方向と平行に配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、栽培中の植物を保持する栽培パネルと養液収容ベッドとが設置される栽培棚が鉛直方向に複数段配列された栽培棚ユニットを備え、床面から鉛直上方に延びる支柱構造体を複数備え、栽培棚ユニットは床面から浮いた状態で複数の支柱構造体に固定されている植物栽培設備に関する。

特許文献１（特許第５３３８０１１号公報）には、栽培中の植物を保持する栽培パネル（栽培板３００）と養液収容ベッド（搬送溝２２２）とが設置される栽培棚（支持パネル２２０）が鉛直方向に複数段配列された栽培棚ユニットを備える植物栽培設備（植物栽培部材２００）が記載されている。このような多段の栽培棚は床面から浮いた状態で支柱構造体（支持棒）により支持されている。

特許文献１の植物栽培設備において、栽培棚に載置された栽培パネルは、先ず手前側の搬入口から奥側へと直線的に移動して最も奥の部分に至り、その後、栽培パネルは左方向に一定距離だけ移動し、続いて、奥側から手前側の搬出口へと直線的に移動する。この場合、栽培棚の搬入口には、植物種子が播種された直後の未生長植物を保持する栽培パネルが時間的に間隔をおいて周期的に搬入され、栽培パネルが栽培棚を上述のような経路で移動している間に植物は次第に生長する。そして、栽培パネルが搬出口に移動してきた頃には植物は十分に生長した状態になっている。つまり、特許文献１の植物栽培設備では、栽培棚の搬入口から搬出口までの長さ、即ち、栽培パネルが栽培棚の搬入口に搬入された後に搬出口から搬出されるまでの期間を、植物が十分に生長するまでに要する期間と等しくさせている。よって、植物の生長の初期段階から十分に生長するまでの間、植物を一つの栽培棚で継続して栽培できる。

このような植物栽培設備において、植物の生長の初期段階から十分に生長するまでの期間は長期にわたるため、一つの栽培棚での栽培パネルの移動経路には十分な長さが必要になる。特許文献１に記載の栽培棚は、栽培パネルの移動経路が途中で方向転換した構造を採用して、栽培パネルの移動経路に十分な長さを確保しようとしている。

他には、栽培棚が一直線に延びた構造になっている植物栽培設備もある。特許文献２（国際公開第２０１４／１５７６７１号）には、栽培中の植物を保持する栽培パネル（生物格納容器２）が設置される栽培棚（載置部材３−２）が鉛直方向に複数段配列された栽培棚ユニット（育成ユニット４）を備える植物栽培設備が記載されている。このような多段の栽培棚ユニットは床面から浮いた状態で支柱構造体（柱３−１）により支持されている。また、この栽培棚ユニットにおいて、各栽培棚は、一方向に相対的に長く延び、それと垂直な方向には相対的に短い形状、即ち、栽培棚が一直線に延びた構造になっている。そして、栽培棚上の栽培パネルが載置される部分にはコロやレールなどを設けることで、栽培棚での栽培パネルの移動には、搬入及び搬出の方向に力を加えるだけで一直線に移動できる構造にしている。

加えて、特許文献２には、並んで設けられる複数の栽培棚ユニットを固定式隔壁（８）で連結して固定することも記載されている。これにより、栽培棚ユニット又は栽培棚ユニット群の強度や安定性を確保しようとしている。

特許第５３３８０１１号公報 国際公開第２０１４／１５７６７１号

特許文献１に記載の植物栽培設備は、栽培パネルの移動経路が一直線に延びた構造ではなく、栽培パネルの移動経路が途中で方向転換する構造になっている。そのため、栽培棚において栽培パネルの移動方向を転換させる機構（横方ローラー２３２）や、栽培パネルを移動させる機構（回転ローラー２３０）を設ける必要がある。その結果、植物栽培設備の構造が複雑になるという問題がある。

それに対して、特許文献２に記載の栽培棚ユニットでは、栽培棚が一直線に延びた構造になっている。このように、栽培棚を、一方向に相対的に長く延びた構造にすると、栽培棚の搬入口から搬出口までの栽培パネルの移動を容易に行えるようになる。但し、このような構造の栽培棚ユニットを支柱構造体で床面に固定する場合、相対的に長い奥行方向には安定するが、相対的に短い幅方向には安定性が悪くなる可能性がある。

特許文献２に記載の栽培棚ユニットは、並んで設けられる複数の栽培棚ユニットを固定式隔壁（８）で連結して固定することで、栽培棚ユニット又は栽培棚ユニット群の強度や安定性を確保しようとしているが、栽培棚ユニットを支える支柱構造体は単なる一本の柱（３−１）であり、栽培棚ユニットをその支柱構造体のみで強固に支える構造になっているとは言い難い。また、複数の栽培棚ユニットを連結する固定式隔壁（８）も、例えば栽培棚ユニットの揺れや振動などを隣接する栽培棚ユニットに逃がすだけであり、固定式隔壁（８）は栽培棚ユニットの揺れや振動などを抑えることが困難である。尚、栽培棚ユニットの側面のうち、奥行方向に延びる側面及び幅方向に延びる側面のそれぞれに筋交い部材を設けることで栽培棚ユニットの強度を向上させることはできるが、そのような筋交い部材を設けると、栽培棚ユニットの栽培領域や給排水設備へのアクセスが困難になるという問題がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、安定した構造の植物栽培設備を提供する点にある。

上記目的を達成するための本発明に係る植物栽培設備の特徴構成は、栽培中の植物を保持する栽培パネルと養液収容ベッドとが設置される栽培棚が鉛直方向に複数段配列された栽培棚ユニットを備え、床面から鉛直上方に延びる支柱構造体を複数備え、前記栽培棚ユニットは複数の前記支柱構造体に固定されている植物栽培設備であって、
前記支柱構造体は、互いに並行して鉛直方向に延びる複数の鉛直部材と、水平方向に延びる複数の水平部材とを組み合わせて構成され、二つの前記鉛直部材と二つの前記水平部材との組み合わせによって形成される矩形部分を少なくとも一つ含み、
前記栽培棚ユニットは、奥行方向の長さが、前記奥行方向と垂直な幅方向の長さよりも長く延びた形状になっており、
前記栽培棚ユニットは、前記奥行方向に沿って一列に並んで立設される複数の前記支柱構造体で構成される構造体群と、前記奥行方向に沿って一列に並んで立設される複数の前記支柱構造体で構成される別の構造体群との間に挟まれた状態でそれらの前記支柱構造体に固定され、
前記支柱構造体のうち、前記矩形部分に含まれる前記水平部材は、前記栽培棚ユニットの前記幅方向と平行に配置されている点にある。

上記特徴構成によれば、支柱構造体は、互いに並行して鉛直方向に延びる複数の鉛直部材と、水平方向に延びる複数の水平部材とを組み合わせて構成され、鉛直部材と水平部材との組み合わせによって形成される矩形部分を少なくとも一つ含む。つまり、鉛直部材と水平部材とが構造的に強固な矩形部分を形成するように組み合わされた状態で支柱構造体が構成される。その結果、支柱構造体は、栽培棚ユニットを安定して支えることができる。

加えて、栽培棚ユニットは、奥行方向に沿って一列に並んで立設される複数の支柱構造体で構成される構造体群と、奥行方向に沿って一列に並んで立設される複数の支柱構造体で構成される別の構造体群との間に挟まれた状態でそれらの支柱構造体に固定される。このように、栽培棚ユニットが構造体群によって両側から支えられた状態で固定されることで、植物栽培設備は幅方向の揺れなどにも強固な構造になる。
特に、支柱構造体のうち、矩形部分の一つの水平部材が、栽培棚ユニットの幅方向と平行に配置されているので、支柱構造体は栽培棚ユニットの幅方向の揺れなどに対して強固な構造になる。このように幅方向の揺れに強い支柱構造体が奥行方向に沿って複数並んで構成された構造体群によって栽培棚ユニットが両側から支えられるため、植物栽培設備は幅方向の揺れなどにも強固な構造になる。
ここで、栽培棚ユニットは、奥行方向の長さが、幅方向の長さよりも長く延びた形状になっているため、栽培棚ユニット自体は幅方向の揺れなどの影響を受けやすい。しかし、そのような形状の栽培棚ユニットであっても、栽培棚ユニットの幅方向の強度を増強する矩形部分を有する支柱構造体及び構造体群によって栽培棚ユニットが支持されることによって、安定した構造の植物栽培設備を提供できる。

本発明に係る植物栽培設備の別の特徴構成は、前記矩形部分は前記支柱構造体の下端部に位置し、前記矩形部分に含まれる二つの前記鉛直部材と二つの前記水平部材のうち少なくとも一つに、前記支柱構造体を前記床面に固定するための固定部が設けられている点にある。

上記特徴構成によれば、構造的に強固な矩形部分を用いて、床面への支柱構造体の固定が行われる。それにより、支柱構造体は、栽培棚ユニットを安定して支えることができる。特に、支柱構造体のうち、固定部が設けられる矩形部分の一つの水平部材は、栽培棚ユニットの幅方向と平行に配置されているので、支柱構造体は栽培棚ユニットの幅方向の揺れなどに対して強固な構造になる。

本発明に係る植物栽培設備の更に別の特徴構成は、前記床面に相対する前記水平部材に、前記固定部が設けられている点にある。

上記特徴構成によれば、矩形部分を構成する部材のうち、床面に相対する水平部材に固定部が設けられて、床面に固定される。それにより、支柱構造体は、栽培棚ユニットを安定して支えることができる。

本発明に係る植物栽培設備の更に別の特徴構成は、複数の前記栽培棚ユニットを並列に並べて備え、
複数の前記栽培棚ユニットの内の二つの前記栽培棚ユニットの間には、前記奥行方向に沿って一列に並んで立設される複数の前記支柱構造体で構成される構造体群が配置され、それら二つの前記栽培棚ユニットは、当該構造体群を構成する複数の前記支柱構造体に固定される点にある。

上記特徴構成によれば、隣接する二つの栽培棚ユニットは、それらの間に設けられる、奥行方向に沿って一列に並んで立設される複数の支柱構造体で構成される構造体群に固定される。また、一つの栽培棚ユニットに着目すると、その栽培棚ユニットは、奥行方向に沿って一列に並んで立設される複数の支柱構造体で構成される構造体群と、奥行方向に沿って一列に並んで立設される複数の支柱構造体で構成される別の構造体群との間に挟まれた状態でそれらの支柱構造体に固定される。このように、並列に並んで設けられる複数の栽培棚ユニットのそれぞれが、奥行方向に沿って一列に並んで立設される複数の前記支柱構造体で構成される構造体群によって幅方向で挟まれた状態で固定される。その結果、幅方向に沿って並んで設けられる複数の栽培棚ユニットの全てが、支柱構造体によって両側から強固に支えられた構造になる。

本発明に係る植物栽培設備の更に別の特徴構成は、前記構造体群の内部には、作業者が前記奥行方向に沿って通行できる空間が形成されている点にある。

上記特徴構成によれば、構造体群の空間に入った作業者が、栽培棚で栽培中の植物の様子を確認し、栽培棚内の植物や栽培機器の管理作業をすることができる。

本発明に係る植物栽培設備の更に別の特徴構成は、前記栽培棚は、互いに並行して前記奥行方向に延びる一対の第１横桟部材と、互いに並行して前記幅方向に延びる複数の第２横桟部材とを有して構成され、
前記第１横桟部材及び前記第２横桟部材のそれぞれは複数の前記支柱構造体にまたがって固定されている点にある。

上記特徴構成によれば、栽培棚を構成する第１横桟部材及び第２横桟部材のそれぞれは複数の支柱構造体にまたがって固定されるので、強固な構造の植物栽培設備を得ることができる。

本発明に係る植物栽培設備の更に別の特徴構成は、前記栽培棚ユニットの前記奥行方向に沿った一端側で、前記栽培棚に前記栽培パネルを搬入することができる第１の搬送装置と、
前記栽培棚ユニットの前記奥行方向に沿った他端側で、前記栽培棚から前記栽培パネルを搬出することができる第２の搬送装置とを備える点にある。

上記特徴構成によれば、第１の搬送装置は、栽培棚ユニットの奥行方向に沿った一端側で、栽培棚に栽培パネルを搬入することができ、第２の搬送装置は、栽培棚ユニットの奥行方向に沿った他端側で、栽培棚から栽培パネルを搬出することができる。よって、栽培棚ユニットの奥行方向に沿った一端側を、栽培棚への栽培パネルの搬入箇所としてその搬入作業を第１の搬送装置に担わせ、栽培棚ユニットの奥行方向に沿った他端側を、栽培棚からの栽培パネルの搬出箇所としてその搬出作業を第２の搬送装置に担わせるといった植物栽培設備を構築できる。

本発明に係る植物栽培設備の更に別の特徴構成は、前記支柱構造体は、鉛直方向に異なる高さで、三つ以上の前記水平部材が二つの前記鉛直部材の間に渡され、梯子形状を成すように構成されている点にある。

上記特徴構成によれば、支柱構造体は、二つの鉛直部材がそれらの間に渡された三つ以上の水平部材を介して支え合う梯子形状になっている。つまり、支柱構造体には上述した矩形部分が複数含まれる。その結果、支柱構造体の構造がより強固になる。

第１実施形態の植物栽培設備を斜め上方から見た図である。 第１実施形態の植物栽培設備を側方から見た図である。 第１実施形態の植物栽培設備を正面から見た図である。 植物栽培設備の一部を具体的に示した図である。 支柱構造体の構造を示す図である。 栽培棚の構造を示す正面図である。 栽培棚の構造を示す分解斜視図である。 植物栽培設備用の連結具の断面図である。 連結具に他の部材を組み付けた状態を示す断面図である。 第２実施形態の植物栽培設備を上方から見た図である。

＜第１実施形態＞
以下に図面を参照して本発明の第１実施形態に係る植物栽培設備Ｆ１（Ｆ）について説明する。
図１は第１実施形態の植物栽培設備Ｆ１を斜め上方から見た図であり、図２は第１実施形態の植物栽培設備Ｆ１を側方から見た図であり、図３は第１実施形態の植物栽培設備Ｆ１を正面から見た図である。図４は、植物栽培設備Ｆ１の一部を具体的に示した図である。図５は支柱構造体Ｓの構造を示す図である。図示するように、植物栽培設備Ｆ１は、栽培棚ユニットＲを備え、床面８から鉛直上方に延びる支柱構造体Ｓを複数備える。栽培棚ユニットＲは複数の支柱構造体Ｓに固定されている。栽培棚ユニットＲは、奥行方向の長さが、奥行方向と垂直な幅方向の長さよりも長く延びた形状になっている。

栽培棚ユニットＲは、奥行方向に沿って一列に並んで立設される複数の支柱構造体Ｓで構成される構造体群ＳＧ１（ＳＧ）と、奥行方向に沿って一列に並んで立設される複数の支柱構造体Ｓで構成される別の構造体群ＳＧ２（ＳＧ）との間に挟まれた状態で、それら構造体群ＳＧの支柱構造体Ｓに固定される。栽培棚ユニットＲは、奥行方向の長さが、幅方向の長さよりも長く延びた形状になっているため、栽培棚ユニットＲ自体は幅方向の揺れなどの影響を受けやすいが、栽培棚ユニットＲが構造体群ＳＧによって両側から支えられた植物栽培設備Ｆ１は幅方向の揺れなどにも強固な構造になる。

〔支柱構造体〕
支柱構造体Ｓは、互いに並行して鉛直方向に延びる複数の鉛直部材ｖと、水平方向に延びる複数の水平部材ｐとを組み合わせて構成され、二つの鉛直部材ｖと二つの水平部材ｐとの組み合わせによって形成される矩形部分９を少なくとも一つ含む。このように、鉛直部材ｖと水平部材ｐとが構造的に強固な矩形部分９を形成するように組み合わされた状態で支柱構造体Ｓが構成される。その結果、支柱構造体Ｓは、栽培棚ユニットＲを安定して支えることができる。支柱構造体Ｓを構成する鉛直部材ｖ及び水平部材ｐは例えば鉄、ステンレス、鋼などの材料を用いて作製される。また、それらに高耐食性のめっきを施してもよい。

本実施形態では、水平部材ｐとしての支柱横桟５及びベース板６と、鉛直部材ｖとしての二つのベース部分ｖ１とを連結することで、矩形部分９を形成している。矩形部分９を構成する各部材は、例えば溶接などの確実な接合手段によって連結されていることが好ましい。鉛直部材ｖは、ベース部分ｖ１に対して、延長部分ｖ２が鉛直方向に連結されている。そして、二つの延長部分ｖ２のそれぞれを、ベース部分ｖ１に対して溶接やボルト及びナットなどにより連結することで、支柱構造体Ｓが得られる。

矩形部分９は支柱構造体Ｓの下端部に位置し、矩形部分９に含まれる一つの水平部材ｐ（ベース板６）に、支柱構造体Ｓを床面８に固定するための固定部７が設けられている。例えば、固定部７はボルト孔であり、そのボルト孔に挿通されるボルトによってベース板６が床面８に固定される。このように、構造的に強固な矩形部分９が床面８に固定されるので、支柱構造体Ｓは栽培棚ユニットＲを安定して支えることができる。特に、支柱構造体Ｓのうち、固定部７が設けられる矩形部分９の一つの水平部材ｐ（ベース板６）は、栽培棚ユニットＲの幅方向と平行に配置されているので、支柱構造体Ｓは栽培棚ユニットＲの幅方向の揺れなどに対して強固な構造になる。そして、このように幅方向の揺れに強い支柱構造体Ｓが奥行方向に沿って複数並んで構成された構造体群ＳＧによって栽培棚ユニットＲが両側から支えられるため、植物栽培設備は幅方向の揺れなどにも強固な構造になる。上述したように、栽培棚ユニットＲは、奥行方向の長さが、幅方向の長さよりも長く延びた形状になっているため、栽培棚ユニットＲ自体は幅方向の揺れなどの影響を受けやすい。しかし、そのような形状の栽培棚ユニットＲであっても、栽培棚ユニットＲの幅方向の強度を増強する矩形部分９を有する支柱構造体Ｓ及び構造体群ＳＧによって栽培棚ユニットＲが支持されることによって、安定した構造の植物栽培設備を提供できる。加えて、このような強固な構造を実現できるため、栽培棚ユニットＲに筋交い部材などを追加で設ける必要性が低くなる。

また、支柱構造体Ｓのうち、矩形部分９よりも上方の部分には、鉛直部材ｖとしての二つの延長部分ｖ２同士を連結する足場受け部材１１が設けられている。この足場受け部材１１は、上述した水平部材ｐでもあり、鉛直方向に並行して延びる二つの鉛直部材ｖを水平方向に連結している。このように、支柱構造体Ｓは、鉛直方向に異なる高さで、三つ以上の水平部材ｐが二つの鉛直部材ｖの間に渡され、梯子形状を成すように構成されている。つまり、支柱構造体Ｓには上述した矩形部分９が複数含まれるため、支柱構造体Ｓの構造がより強固になる。

支柱構造体Ｓを構成する二つの鉛直部材ｖは、それらの間に設けられる水平部材ｐの長さ分だけ間隔を空けて配置されているので、複数の支柱構造体Ｓで構成される構造体群ＳＧの内部には、作業者が奥行方向に沿って通行できる空間１０が形成される。例えば、上述した複数の足場受け部材１１に跨って足場板１７が渡されることで、その足場板１７上を作業者が通行できる。そして、構造体群ＳＧの空間１０に入った作業者が、栽培棚ｒで栽培中の植物の様子を確認し、後述する照明器具２５を取り替えるなどのメンテナンス作業を行い易くなる。

〔栽培棚ユニット〕
図６は栽培棚ｒの構造を示す正面図であり、図７は栽培棚ｒの構造を示す分解斜視図である。図８は植物栽培設備用の連結具３の断面図であり、図９は連結具３に他の部材を組み付けた状態を示す断面図である。尚、図６では、栽培棚ｒに設けられる複数の部材の位置関係が明確になるように、一部を断面図で示している。また、図７では、図面の複雑化を避けるため、一部の部材を省略して描いている。

図示するように、栽培棚ユニットＲでは、栽培中の植物を保持する栽培パネル１と栽培パネル１に保持される植物に供給する養液が流れる樋２（養液収容ベッド）とが設置される栽培棚ｒが鉛直方向に複数段（即ち、複数の高さに）配列されている。つまり、本実施形態の養液収容ベッドは、奥行方向に沿って延びて、栽培パネル１に保持される植物に供給する養液が流れる樋２を有する。栽培棚ｒは、同じ水平面内で互いに並行して栽培棚ユニットＲの奥行方向に延びる一対の第１横桟部材１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）と、同じ水平面内で互いに並行して栽培棚ユニットＲの幅方向に延びる複数の第２横桟部材１４，１５とを有して構成される。第１横桟部材１２及び第２横桟部材１４，１５のそれぞれは複数の支柱構造体Ｓにまたがって固定される。栽培棚ユニットＲは、奥行方向に延びる第１横桟部材１２を鉛直方向に複数段配列して有し、幅方向に延びる第２横桟部材１４，１５を鉛直方向に複数段配列して有する。また、一対の第１横桟部材１２同士を繋ぐ補助部材２１が設けられている。第１横桟部材１２及び第２横桟部材１４，１５及び補助部材２１は例えば鉄、ステンレス、鋼などの材料を用いて作製される。また、それらに高耐食性のめっきを施してもよい。

栽培棚ユニットＲの第１横桟部材１２は、奥行方向に隣接する二つの支柱構造体Ｓが有する鉛直部材ｖにまたがって固定される。第１横桟部材１２が固定される二つの支柱構造体Ｓは、同じ構造体群ＳＧに属する。このように、奥行方向に隣接する二つの支柱構造体Ｓがそれらの間に位置する第１横桟部材１２に対して共に固定されることで、同じ構造体群ＳＧを構成する複数の支柱構造体Ｓは第１横桟部材１２を用いて連結された構造になっている。

栽培棚ユニットＲの第２横桟部材１４は、幅方向に隣接する二つの支柱構造体Ｓが有する鉛直部材ｖにまたがって固定される。第２横桟部材１４が固定される二つの支柱構造体Ｓは、栽培棚ユニットＲを挟んで隣接する別の構造体群ＳＧに属する。このように、幅方向に隣接する二つの支柱構造体Ｓがそれらの間に位置する第２横桟部材１４に対して共に固定されることで、幅方向に隣接する二つの構造体群ＳＧを構成するそれぞれの支柱構造体Ｓは第２横桟部材１４を用いて連結された構造になっている。

栽培棚ユニットＲの第２横桟部材１５と支柱構造体Ｓとの位置関係も第２横桟部材１４と同様であり、第２横桟部材１５は、幅方向に隣接する二つの支柱構造体Ｓが有する鉛直部材ｖにまたがって固定される。第２横桟部材１５が固定される、幅方向に隣接する二つの支柱構造体Ｓの一方と、第２横桟部材１４が固定される、幅方向に隣接する二つの支柱構造体Ｓの一方とは、同じ構造体群ＳＧに属する、奥行方向に隣接する二つの支柱構造体Ｓである。そして、第２横桟部材１５が固定される、幅方向に隣接する二つの支柱構造体Ｓの他方と、第２横桟部材１４が固定される、幅方向に隣接する二つの支柱構造体Ｓの他方とは、同じ構造体群ＳＧに属する、奥行方向に隣接する二つの支柱構造体Ｓである。

栽培パネル１は、一対の第１横桟部材１２のそれぞれに設けられる連結具３によって支持される。具体的には、連結具３によって、栽培パネル１が奥行方向に沿って移動可能な状態で、その栽培パネル１の幅方向の両端部が支持される。それにより、栽培棚ｒの内側の栽培領域２７に、栽培中の植物を保持する栽培パネル１が設置される。栽培パネル１には複数の挿通孔４が形成されている。そして、植物を支持する植物支持体Ｔがその挿通孔４に差し込まれることで栽培パネル１に植物が保持され、栽培パネル１の下方にはその植物の根が伸びる。本実施形態では、栽培パネル１の挿通孔４は格子状に配置されているが、挿通孔４は千鳥状に配置されていてもよい。また、栽培パネル１の寸法や挿通孔４の数なども適宜変更可能である。栽培パネル１の材料は、例えば硬質塩化ビニルなどである。

第２横桟部材１４は、支柱構造体Ｓに固定される横桟本体１４ａと、その横桟本体１４ａに装着される樋ガイド１４ｂとを有する。第２横桟部材１５は、支柱構造体Ｓに固定される横桟本体１５ａと、その横桟本体１５ａに装着される樋ガイド１５ｂとを有する。複数の第２横桟部材１４，１５のそれぞれは、樋ガイド１４ｂ，１５ｂによって樋２の幅方向の位置を規制しながら、奥行方向に沿って延びる樋２を栽培パネル１の下方で支持する。特に、第２横桟部材１４，１５は、栽培棚ｒに設置された樋２を養液が奥行方向に沿った一端側から他端側へ向かって流れるように樋２を支持する。例えば、樋２に傾斜がつくように、栽培棚ユニットＲにおいて樋２を支持する第２横桟部材１４，１５の樋ガイド１４ｂ，１５ｂの上面の高さが調節されている。この高さの調節においては、植物栽培設備Ｆ１を床面８に設置するとき、その床面８の傾斜や凹凸なども考慮して、最終的に樋２に傾斜がつくように支柱構造体Ｓ及び栽培棚ユニットＲの各部の寸法を調節すればよい。例えば、支柱構造体Ｓの矩形部分９の高さ（長さ）を調節する。このようにして樋２には養液が奥行方向に沿った一端側から他端側へ向かって流れるようになるので、栽培中の植物に対して新たな養液を供給し続けることができる。

植物に供給する養液が流れる樋２は、上方が開口した溝形状を有する樋本体２ａと、その樋本体２ａの上縁部である接触部２ｂとを有する。樋本体２ａは、断面がＵ字形状の溝であるので、その溝内部に養液を流すことができる。本実施形態の植物栽培設備Ｆ１は、樋２の底付近にごく浅い水深となるよう養液を流し、樋２内で植物の根を空気に晒す薄膜水耕（ＮＦＴ）方式を採用している。

栽培棚ｒの内側の、栽培パネル１が設けられている栽培領域２７には、植物に対して光を照射するための照明器具２５も設けられる。本実施形態の場合、栽培棚ｒの栽培領域２７の上部に一対のランプ受け部材２０が設けられ、それらランプ受け部材２０に跨って棒状の照明器具（例えば、ＬＥＤランプなど）２５が保持される。そして、照明器具２５から放出された光が栽培パネル１に保持されている植物に当たる。植物の栽培期間中での照明器具２５による光の照射時間帯、照射光強度、照射光波長などは、植物の種類や生長状況などに応じて適宜設定される。

栽培パネル１は、栽培棚ユニットＲの奥行方向に沿って延びる複数の樋２上に直接載置される。具体的には、栽培パネル１と樋２とは、栽培棚ｒに栽培パネル１が設置された状態で、その栽培パネル１が樋２の上部の接触部２ｂに接触するような位置関係になっている。つまり、栽培パネル１は、下方から樋２の接触部２ｂによって支持される。また、栽培パネル１に形成される挿通孔４の奥行方向に沿った列と、奥行方向に延びる樋２の位置とが鉛直方向で重なるように配置される。それにより、栽培パネル１の下方に伸びた植物の根が、樋２を流れる養液に接触して、植物に養分が供給される。また、栽培パネル１が樋２の上部の接触部２ｂに接触し、栽培パネル１と樋２との間に隙間が生じないので、樋２内を流れる養液に光が殆ど当たらない。そのため、樋２内を流れる養液に藻などが発生することを防止できる。

接触部２ｂは上方に凸の円弧状に形成されている。接触部２ｂは、樋本体２ａと一体で形成された構成にしてもよいし、或いは、樋本体２ａとは別の部材を樋本体２ａに装着した構成にしてもよい。前記材料は、例えば、４フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニリンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリスチレン（ＰＳ）、アクリル（ＭＡ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、モノマーキャスティングナイロン（ＭＣ）、ポリカーボネイト（ＰＣ）、塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリフェニリンオキサイド（ＰＰＯ）、ポリウレタン（ＰＵＲ）などである。栽培パネル１には、樋２の接触部２ｂが接触するので、栽培パネル１と樋２との間に発生する摩擦力が小さくなる。その結果、樋２の上を栽培パネル１が滑らかに移動する。

図６及び図７で詳細に示すように、栽培棚ユニットＲは、鉛直方向で隣接する二つの第１横桟部材１２ｂ，１２ｃ（１２）に連結され且つ奥行方向で隣接する二つの支柱構造体Ｓの鉛直部材ｖに連結される板状部材１６を有する。つまり、それら二つの第１横桟部材１２ｂ，１２ｃ及び二つの鉛直部材ｖが板状部材１６と一体となって固定されることで、栽培棚ユニットＲに、構造的に強固な部分を創り出すことができる。本実施形態では、鉛直方向で隣接する二つの第１横桟部材１２ｂ，１２ｃと、板状部材１６とが一体に形成された正面パネル１８が、栽培棚ユニットＲに設けられている。正面パネル１８は、栽培棚ユニットＲ内の全スパンを固定する必要はなく、図２に示すように、部分的に設置すれば足りる。正面パネル１８（板状部材１６）を栽培棚ユニットＲのどこに設けるのかは適宜変更可能である。板状部材１６は、例えば鉄、ステンレス、鋼などの材料を用いて作製される。また、それらに高耐食性のめっきを施してもよい。尚、鉛直方向で隣接する二つの第１横桟部材１２ｂ，１２ｃと、奥行方向で隣接する二つの支柱構造体Ｓの鉛直部材ｖと、板状部材１６とを別部材で形成し、それらを例えばボルト及びナットなどで連結することで正面パネル１８と同様の形状にしてもよい。

加えて、正面パネル１８を構成する板状部材１６は、メンテナンス用の開口部１６ａを有する。それにより、作業者は、開口部１６ａを通して栽培中の植物を観察することや、照明器具２５を取り替えることなど、植物の栽培に関する様々なメンテナンス作業を行うことができる。

〔連結具〕
植物栽培設備用の連結具３は、第１横桟部材１２が嵌まる横桟受入部３１と、栽培パネル１の端部が嵌まるパネル受入部３０と、栽培棚ｒの栽培パネル１が設置される栽培領域２７の方向に光を反射できる板としての反射板２６を係止する板係止部３４とを有する。連結具３の材料は例えばアルミニウムなどであるので、加工が容易であり、強度も確保できる。例えば、連結具３は、横桟受入部３１及びパネル受入部３０及び板係止部３４を含む形態で一体形成される。また、パネル受入部３０及び板係止部３４に、栽培パネル１や反射板２６が摺動するのを容易にするための表面処理（例えばコーティングなど）を施してもよい。

本実施形態の場合、連結具３は、栽培棚ｒの奥行方向に沿って長い形状になっている。そして、連結具３に対して第１横桟部材１２及び栽培パネル１を嵌め込むことができ、且つ、連結具３は反射板２６を係止できる。つまり、連結具３は、横桟受入部３１及びパネル受入部３０及び板係止部３４として機能するための複雑な形状を有するように作製される。その結果、構造的な強度を必要とする第１横桟部材１２については、強固な材料を用いて比較的単純な構造に作製するだけでよくなる。

具体的に説明すると、栽培棚ｒの第１横桟部材１２は、栽培領域２７に向かって水平方向に突出する板状の突出部１３を有している。そして連結具３の横桟受入部３１は、突出部１３が嵌まる溝を有する。例えば、連結具３は、第１横桟部材１２の突出部１３と奥行方向で同等の長さに形成されている。このように、第１横桟部材１２が有する板状の突出部１３が連結具３の横桟受入部３１を構成する溝に嵌まり込むことで、連結具３は第１横桟部材１２を溝で挟んだ状態で保持できる。そして、第１横桟部材１２が有する板状の突出部１３が連結具３の横桟受入部３１を構成する溝に嵌まり込んだ状態で、両者はボルト等を用いて固定される。

パネル受入部３０は、栽培パネル１が嵌まる溝を有する。このように、栽培パネル１が連結具３のパネル受入部３０を構成する溝に嵌まり込むことで、連結具３は栽培パネル１を溝で挟んだ状態で保持できる。尚、上述したように、栽培パネル１の重量の大部分を複数の樋２が受けるような構造になっており、連結具３のパネル受入部３０に栽培パネル１の重量が大きく加わる構造にはなっていない。つまり、パネル受入部３０の機能は、栽培パネル１の移動を案内するガイドとしての機能が主なものである。

板係止部３４は、鉛直方向で隣接する二つの第１横桟部材１２の間を反射板２６が立設された状態で塞ぐように反射板２６を係止する。具体的には、板係止部３４は、突起や溝など、反射板２６を連結具３に係止できる形状であればよい。板係止部３４は、上方に向かって開口した上方側係止溝３２及び下方に向かって開口した下方側係止溝３３を有する。このように、板係止部３４により反射板２６が係止されることで、栽培棚ユニットＲの鉛直方向で隣接する二つの第１横桟部材１２の間が、立設された反射板２６で塞がれる。その結果、栽培棚ｒの内側の栽培領域２７に照明器具２５が設けられている場合には、その照明器具２５から放出された光が反射板２６によって栽培領域２７の方向に反射し、照明器具２５からの直接光だけでなく、反射板２６からの反射光も、栽培領域２７内の植物の生長に利用されるため、照明器具２５のエネルギーを効率よく利用できる。特に、反射板２６が連結具３の板係止部３４を構成する溝に嵌まり込むことで、連結具３は反射板２６を溝で挟んだ状態で保持できる。反射板２６は、例えば樹脂製などの板を用いて作製でき、その反射率等の特性は適宜調節すればよい。また、本実施形態の場合、連結具３の上方側係止溝３２と下方側係止溝３３が鉛直方向の延長線上に位置するように形成される。このため、鉛直方向に隣接する二つの連結具３によって係止される反射板２６は、下段の連結具３の上方側係止溝３２及び上段の連結具３の下方側係止溝３３によって係止され、直立した状態になる。

上述のように、各栽培棚ｒの栽培領域２７の側面は反射板２６によって塞がれる。また、栽培領域２７の上方には、上段の栽培棚ｒの樋２及び栽培パネル１などがあり、栽培領域２７の下方には栽培パネル１がある。よって、各栽培棚ｒの栽培領域２７は、奥行方向に沿って細長い空間になっている。そして、その細長い空間が植物の蒸散作用を促進するための気流を形成するダクトとして機能する。

また、本実施形態の反射板２６は、第１反射板２６ａ及び第２反射板２６ｂという二つの部材を組み合わせて構成される。例えば、第１反射板２６ａ及び第２反射板２６ｂは、栽培空間２７の側方を、鉛直方向の全長及び奥行方向の半分強を塞ぐ大きさである。そして、第１反射板２６ａ及び第２反射板２６ｂは、栽培棚ユニットＲに設置された状態では、栽培棚ユニットＲの幅方向に沿う方向から見た場合、部分的に重なっている。このように、反射板２６ａ，２６ｂを奥行方向にずらした状態とすることにより、栽培棚ユニットＲの奥行方向で隣接する二つの支柱構造体Ｓの鉛直部材ｖの間を塞ぐことができる。このように、栽培棚ｒの側方を一枚の反射板２６によって塞ぐのではなく、二枚の反射板２６を部分的に重ねた状態にして塞ぐので、例えば各反射板２６ａ，２６ｂを奥行方向に沿って移動させることのできる引き戸を実現できる。そして、各反射板２６ａ，２６ｂを移動させて引き戸を開けた状態にすることで、栽培棚ユニットＲの外部から内部の栽培領域２７へと作業者が手を伸ばすことも可能となる。

栽培棚ユニットＲにおいて、鉛直方向で同じ段の栽培棚ｒには、複数の栽培パネル１が奥行方向において互いに接触又は隣接して並べられている。そして、栽培パネル１の両端部が、連結具３のパネル受入部３０に差し込まれるので、栽培パネル１の鉛直上下方向の移動がパネル受入部３０によって制限される。これにより、栽培パネル１を奥行方向に移動させようとして栽培パネル１に力を加えたとき、栽培パネル１は鉛直上下方向には殆ど移動することなく、奥行方向（水平方向）のみに移動する。その結果、奥行方向に隣り合う栽培パネル１同士が乗り上げるといった問題が起こり難くなる。

〔栽培パネル１の搬入及び搬出〕
栽培棚ユニットＲの各栽培棚ｒでは、未生長植物を保持する栽培パネル１を奥行方向に沿った一端側に搬入し、栽培が終了した植物を保持する栽培パネル１を奥行方向に沿った他端側から搬出するようになっている。具体的に説明すると、栽培棚ユニットＲで植物の栽培を行うとき、栽培終了後の栽培パネル１を順次栽培棚ｒから搬出し、新たな栽培パネル１を順次栽培棚ｒに搬入することが行われる。具体的には、まず、栽培が終了した植物を保持する栽培パネル１を栽培棚ｒの奥行方向に沿った他端側から搬出する。それにより、栽培棚ｒの一端側には、搬出された栽培パネル１の分だけ空きスペースができる。その後、植物を保持した新たな栽培パネル１を、栽培棚ｒの奥行方向に沿った一端側から栽培棚ｒに搬入する。このとき、搬入される栽培パネル１は栽培棚ｒの樋２の上に載置され、栽培パネル１の両端部は連結具３のパネル受入部３０を構成する溝に嵌め込まれる。これにより、栽培パネル１は樋２によって下方から支持されつつ、両端部は連結具３によって鉛直上下方向から適度に拘束される。このような新たな栽培パネル１を搬入する工程では、その新たな栽培パネル１で、既に栽培棚ｒに載置されている複数の栽培パネル１を奥行方向に押すことになる。このようにして、最も生長した植物を保持する栽培パネル１が、栽培棚ｒの奥行方向に沿った他端側に移動してくる。
尚、栽培が終了した栽培パネル１を搬出する前に栽培パネル１を栽培棚ｒに搬入してもよい。そして、栽培棚ｒから押し出される栽培パネル１を搬出すればよい。

このように、栽培棚ｒには、未生長植物を保持する栽培パネル１が時間的に間隔をおいて（例えば、１日に一つの栽培パネル１といった頻度で）栽培棚ｒの一端側へ周期的に搬入される。そして、栽培パネル１が栽培棚ｒを奥行方向に沿って移動している間に植物は次第に生長し、栽培パネル１が栽培棚ｒの他端側に移動してきた頃には植物は十分に生長した状態になっている。つまり、栽培棚ユニットＲの奥行方向の長さ、即ち、栽培パネル１が栽培棚ｒの一端側に搬入された後に他端側から搬出されるまでの期間を、植物が十分に生長するまでに要する期間と等しくさせている。よって、植物の生長の初期段階から十分に生長するまでの間、植物を一つの栽培棚ｒで継続して栽培できる。

＜第２実施形態＞
第２実施形態の植物栽培設備Ｆ２（Ｆ）は、複数の棚ユニットを備える点で上記実施形態と異なっている。以下に第２実施形態の植物栽培設備Ｆ２について説明するが、上記実施形態と同様の構成については説明を省略する。

図１０は第２実施形態の植物栽培設備Ｆ２を上方から見た図である。図示するように、植物栽培設備Ｆ２は、複数の栽培棚ユニットＲを、相対的に長い側面部分を隣り合わせにした状態で並列に並べて備える。そして、複数の栽培棚ユニットＲの内の二つの栽培棚ユニットＲの間には、奥行方向に沿って一列に並んで立設される複数の支柱構造体Ｓで構成される構造体群ＳＧが配置され、それら二つの栽培棚ユニットＲは、その構造体群ＳＧを構成する複数の支柱構造体Ｓに固定される。つまり、一つの支柱構造体Ｓは、二つの栽培棚ユニットＲを支持するために兼用される。このように、幅方向に沿って並んで設けられる複数の栽培棚ユニットＲのそれぞれが、奥行方向に沿って一列に並んで立設される複数の支柱構造体Ｓで構成される構造体群ＳＧによって幅方向で挟まれた状態で固定される。その結果、幅方向に沿って並んで設けられる複数の栽培棚ユニットＲの全てが、支柱構造体Ｓによって両側から強固に支えられた構造になる。

また、図１０に示した植物栽培設備Ｆ２では、栽培棚ユニットＲの奥行方向に沿った一端側で、栽培棚ｒに栽培パネル１を搬入することができる第１の搬送装置４０と、栽培棚ユニットＲの奥行方向に沿った他端側で、栽培棚ｒから栽培パネル１を搬出することができる第２の搬送装置４２とを備える。第１の搬送装置４０は走行経路４１に沿って走行できる。第２の搬送装置４２は走行経路４３に沿って走行できる。第１の搬送装置４０及び第２の搬送装置４２は、例えばスタッカークレーン等を用いて実現できる。よって、栽培棚ユニットＲの奥行方向に沿った一端側を、栽培棚ｒへの栽培パネル１の搬入箇所ＩＮとしてその搬入作業を第１の搬送装置４０に担わせ、栽培棚ユニットＲの奥行方向に沿った他端側を、栽培棚ｒからの栽培パネル１の搬出箇所ＯＵＴとしてその搬出作業を第２の搬送装置４２に担わせるといった植物栽培設備Ｆ２を構築できる。

＜別実施形態＞
＜１＞
上記実施形態では、植物栽培設備Ｆ（Ｆ１，Ｆ２）の構成について具体例を挙げて説明したが、その構成については適宜変更可能である。
例えば、栽培棚ユニットＲの栽培棚ｒの段数や栽培棚ユニットＲの奥行方向の長さ及び幅方向の長さなどは適宜変更可能である。

＜２＞
上記実施形態では、支柱構造体Ｓを床面８に対してボルト等で固定する例を説明したが、支柱構造体Ｓをどこに固定するのか、及び、支柱構造体Ｓをどのように固定するのかは適宜変更可能である。例えば、支柱構造体Ｓを床面８及び天井の両方に固定してもよい。他にも、支柱構造体Ｓを床面８を構成するコンクリートなどに埋め込んだ状態で固定してもよい。或いは、建物内部に植物栽培設備Ｆを設置する場合、建物の柱や梁などの構造体に支柱構造体Ｓを連結して固定してもよい。

＜３＞
本発明の支柱構造体Ｓに含まれる矩形部分９は、その一部又は全部が建物の基礎、床下、天井、小屋裏空間に跨って、あるいはそれら構造体を利用して設けられていてもよい。

＜４＞
また、栽培棚ユニットＲとして、幅方向に並列二つの栽培棚ｒの区画が形成されて並んだ構成とすることもできる。この場合、幅方向に並列に配置された二つの棚（以下、「並列棚」という）のそれぞれに栽培パネルや養液収容ベッドが設けられ、並列棚の両側が支柱構造体Ｓによって支えられる。並列棚の境界には、追加の鉛直部材やパネル連結具が適宜設けられる。

＜５＞
上記実施形態の植物栽培設備Ｆとして、養液収容ベッド内で植物の根を空気に晒す薄膜水耕（ＮＦＴ）方式について説明したが、養液収容ベッド内に養液を湛えて、植物の根を養液中に浸す湛液水耕（ＤＦＴ）方式の植物栽培設備とすることもできる。この場合、養液収容ベッドとしての樋２をそのまま用いてもよいが、ＤＦＴ方式の養液の重量を考慮した形状や材質の容器に適宜変更可能である。

＜６＞
さらに、養液供給手段としてミスト供給ノズルを採用し、養液収納容器として、ミスト化された養液をパネル下の空間に閉じ込めるためのカバー状の容器を用いることによって、ミスト栽培方式の植物栽培設備に適用することもできる。

＜７＞
上記実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用でき、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変できる。

本発明は、安定した構造の植物栽培設備に利用できる。

１ 栽培パネル
２ 樋（養液収容ベッド）
５ 支柱横桟（水平部材 ｐ）
６ ベース板（水平部材 ｐ）
７ 固定部
８ 床面
９ 矩形部分
１０ 空間
１１ 足場受け部材（水平部材 ｐ）
１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ） 第１横桟部材
１４ 第２横桟部材
１５ 第２横桟部材
４０ 第１の搬送装置
４２ 第２の搬送装置
Ｆ（Ｆ１，Ｆ２） 植物栽培設備
ｐ 水平部材
ｖ 鉛直部材
Ｓ 支柱構造体
ＳＧ（ＳＧ１，ＳＧ２） 構造体群
Ｒ 栽培棚ユニット
ｒ 栽培棚

Claims (8)

1. 栽培中の植物を保持する栽培パネルと養液収容ベッドとが設置される栽培棚が鉛直方向に複数段配列された栽培棚ユニットを備え、
   床面から鉛直上方に延びる支柱構造体を複数備え、
   前記栽培棚ユニットは複数の前記支柱構造体に固定されている植物栽培設備であって、
   前記支柱構造体は、互いに並行して鉛直方向に延びる複数の鉛直部材と、水平方向に延びる複数の水平部材とを組み合わせて構成され、二つの前記鉛直部材と二つの前記水平部材との組み合わせによって形成される矩形部分を少なくとも一つ含み、
   前記栽培棚ユニットは、奥行方向の長さが、前記奥行方向と垂直な幅方向の長さよりも長く延びた形状になっており、
   前記栽培棚ユニットは、前記奥行方向に沿って一列に並んで立設される複数の前記支柱構造体で構成される構造体群と、前記奥行方向に沿って一列に並んで立設される複数の前記支柱構造体で構成される別の構造体群との間に挟まれた状態でそれらの前記支柱構造体に固定され、
   前記支柱構造体のうち、前記矩形部分に含まれる前記水平部材は、前記栽培棚ユニットの前記幅方向と平行に配置されている植物栽培設備。
2. 前記矩形部分は前記支柱構造体の下端部に位置し、前記矩形部分に含まれる二つの前記鉛直部材と二つの前記水平部材のうち少なくとも一つに、前記支柱構造体を前記床面に固定するための固定部が設けられている請求項１に記載の植物栽培設備。
3. 前記床面に相対する前記水平部材に、前記固定部が設けられている請求項２に記載の植物栽培設備。
4. 複数の前記栽培棚ユニットを並列に並べて備え、
   複数の前記栽培棚ユニットの内の二つの前記栽培棚ユニットの間には、前記奥行方向に沿って一列に並んで立設される複数の前記支柱構造体で構成される構造体群が配置され、それら二つの前記栽培棚ユニットは、当該構造体群を構成する複数の前記支柱構造体に固定される請求項１〜３の何れか一項に記載の植物栽培設備。
5. 前記構造体群の内部には、作業者が前記奥行方向に沿って通行できる空間が形成されている請求項４に記載の植物栽培設備。
6. 前記栽培棚は、互いに並行して前記奥行方向に延びる一対の第１横桟部材と、互いに並行して前記幅方向に延びる複数の第２横桟部材とを有して構成され、
   前記第１横桟部材及び前記第２横桟部材のそれぞれは複数の前記支柱構造体にまたがって固定されている請求項１〜５の何れか一項に記載の植物栽培設備。
7. 前記栽培棚ユニットの前記奥行方向に沿った一端側で、前記栽培棚に前記栽培パネルを搬入することができる第１の搬送装置と、
   前記栽培棚ユニットの前記奥行方向に沿った他端側で、前記栽培棚から前記栽培パネルを搬出することができる第２の搬送装置とを備える請求項１〜６の何れか一項に記載の植物栽培設備。
8. 前記支柱構造体は、鉛直方向に異なる高さで、三つ以上の前記水平部材が二つの前記鉛直部材の間に渡され、梯子形状を成すように構成されている請求項１〜７の何れか一項に記載の植物栽培設備。

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