JP2019187282A - 水耕栽培装置、水耕栽培システム、リフト機構及び植物の栽培収穫方法 - Google Patents

Abstract

【課題】水耕栽培での収穫の際に、労力を要することなく水切り作業を十分に行うことを課題とする。【解決手段】水耕栽培装置は、栽培槽２と、栽培パネル３と、リフト機構４を備える。栽培槽２には、液肥２０が溜められる。栽培パネル３は、栽培槽２に載せられ、栽培対象の植物６をその根６２が下に位置する姿勢で保持する。リフト機構４は、栽培パネル３を、下位置Ｐ１と上位置Ｐ２を含む範囲内で上下動させる。下位置Ｐ１は、植物６の根６２を、液肥２０に浸す位置である。上位置Ｐ２は、根６２を液肥２０から上方に離間させる水切り用の位置である。【選択図】図３

Description

本発明は、水耕栽培装置、水耕栽培システム、リフト機構及び植物の栽培収穫方法に関する。

野菜等の植物を水耕栽培することのできる水耕栽培装置が、従来知られている。

特許文献１に記載された水耕栽培装置は、液肥（培養液）が溜められた栽培槽（循環槽）と、液肥に浮かぶように栽培槽に載せられた栽培パネルを備える。この水耕栽培装置では、根付きの植物を栽培パネルに保持させた状態で、該植物を、培養液に根を浸して栽培する。

一定時間だけ栽培された植物は、栽培パネルから取り出して収穫される。

特開２０１１−１１８号公報

従来の水耕栽培装置では、水耕栽培された植物を収穫する際に、水切り作業に労力を要していた。というのも、水耕栽培中は植物の根が液肥に浸されており、植物を栽培槽から取り出した直後の段階では、植物の根の部分に液肥が付着している。植物の根に液肥が付着したまま収穫作業を行うと、液肥が周囲に飛び散って床等を濡らすだけでなく、周囲の植物の根以外の部分（たとえば野菜の食用部分）に液肥が付着し、これを原因として菌が繁殖するおそれがある。

そのため、水耕栽培された植物を収穫するときには、十分な水切り作業を行う必要があるが、この作業は、作業者にとっては非常に労力を要する作業である。

本発明は、水耕栽培での収穫の際に、労力を要することなく水切り作業を十分に行うことを、目的とする。

一様態に係る水耕栽培装置は、液肥が溜められる栽培槽と、前記栽培槽に載せられ、栽培対象の植物をその根が下に位置する姿勢で保持する栽培パネルと、前記栽培パネルを、下位置と上位置を含む範囲内で上下動させるリフト機構と、を備える。前記下位置は、前記植物の前記根を、前記液肥に浸す位置であり、前記上位置は、前記根を前記液肥から上方に離間させる水切り用の位置である。

一様態に係る水耕栽培システムは、前記水耕栽培装置と、前記リフト機構で持ち上げられた前記栽培パネルを、前記水耕栽培装置から離れた箇所に自動搬送する自動搬送装置と、を備える。

一様態に係るリフト機構は、水耕栽培装置に設置されるリフト機構であって、前記水耕栽培装置に載置される栽培パネルを、下位置と上位置を含む範囲内で上下動させるように構成されている。前記下位置は、水耕栽培用に設定された位置であり、前記上位置は、水切り用に設定された位置である。

一様態に係る水耕栽培方法は、前記水耕栽培装置を用いて植物を栽培及び収穫する方法であって、前記下位置にある前記栽培パネルで前記植物を栽培する栽培工程と、水切り用の所定時間だけ前記栽培パネルを前記上位置で保持する水切り工程と、前記所定時間の経過後に、水切りが完了した前記植物を前記栽培パネルごと収穫する収穫工程と、を備える。

別様態に係る水耕栽培方法は、前記水耕栽培システムを用いて植物を栽培及び収穫する方法であって、前記下位置にある前記栽培パネルで前記植物を栽培する栽培工程と、水切り用の所定時間だけ前記栽培パネルを前記上位置で保持する水切り工程と、前記所定時間の経過後に、水切りが完了した前記植物を、前記栽培パネルごと前記自動搬送装置で収穫する収穫工程と、を備える。

本発明は、水耕栽培での収穫の際に、労力を要することなく水切り作業を十分に行うことができるという効果を奏する。

図１は、一実施形態の水耕栽培装置を示す側面図である。 図２は、図１の矢印Ａの方向で視た要部平面図である。 図３Ａは、図１のＢ−Ｂ線断面図であり、図３Ｂは、図３Ａに示す部分の水切り時を示す断面図である。 図４は、一実施形態の水耕栽培システムが構成された植物工場を示す破断斜視図である。 図５は、同上の水耕栽培システムが備える自動搬送装置を示す斜視図である。 図６は、同上の水耕栽培システムを示すブロック図である。 図７Ａは、同上の水耕栽培装置の変形例の要部を示す断面図であり、図７Ｂは、図７Ａに示す部分の水切り時を示す断面図である。 図８は、同上の水耕栽培装置の変形例の要部を示す側面図である。 図９Ａは、同上の水耕栽培装置の変形例の要部を示す断面図であり、図９Ｂは、図９Ａに示す部分の水切り時を示す断面図である。 図１０は、同上の変形例で用いられる枠部材を示す斜視図である。 図１１は、同上の枠部材を持ち上げる駆動機構の一例を示す概略側面図である。 図１２は、同上の駆動機構の別例を示す概略側面図である。 図１３は、同上の水耕栽培装置の別の変形例の要部を一部破断して示す側面図である。 図１４は、同上の要部を示す平面図である。 図１５は、同上の要部の水切り時を一部破断して示す側面図である。 図１６は、同上の別の変形例が備える駆動機構の一例を示す概略側面図である。

（水耕栽培装置）
一実施形態の水耕栽培装置７について、図１から図３Ｂに基づいて、以下に説明する。

水耕栽培装置７は、図１に示すように、栽培棚１と、栽培棚１に設置される複数の栽培槽２を備える。

栽培棚１は、上下に複数段（一実施形態では五段）設けられた棚板１２と、これら複数段の棚板１２を支持する複数の支柱１４を備える。棚板１２と支柱１４の数は、適宜に設定可能である。栽培棚１は、平面視において所定方向Ｄ１に長く形成されている。

栽培槽２は、複数段の棚板１２のうち、最も上の棚板１２ａを除いた少なくとも一つの棚板１２（一実施形態では四つの棚板１２の全て）の上面に、支持されている。

栽培槽２は、栽培用の液肥２０（培養液）が溜められるように構成されている。液肥２０は、水耕栽培に必要な養分が配合された液体であり、栽培対象の植物６に応じて適宜のものが選択される。栽培槽２は、平面視において所定方向Ｄ１に長く形成されている。

一実施形態の水耕栽培装置７では、栽培槽２の形式として複列液路の形式を採用しており、栽培槽２は二列の液路２５を有する（図３Ａ、図３Ｂ参照）。二列の液路２５は、それぞれ所定方向Ｄ１に長く形成されており、かつ、上方に開口している。二列の液路２５は、平面視において所定方向Ｄ１と直交する方向（以下、この方向を「幅方向Ｄ２」という。）に並んで位置する。

水耕栽培装置７は、液循環装置５１、栽培パネル３及び光照射部５３を、更に備えている。

図１に示すように、液循環装置５１は、液肥２０が溜められる液肥タンク５１１と、各段の栽培槽２と液肥タンク５１１を接続させる第一管路５１３と、液肥タンク５１１内の液肥２０を第一管路５１３に供給するポンプ５１５と、各段の栽培槽２に設けられた図示略のオーバーフロー管を液肥タンク５１１に接続させる第二管路５１７を備える。

栽培槽２に溜められる液肥２０の液面２００（図３Ａ等参照）は、各液路２５に設置されたオーバーフロー管によって、所定の高さに保持される。

栽培パネル３は、栽培対象である植物６を、その植物６の根６２が下方に突出する姿勢で保持する機能を有する。一実施形態の水耕栽培装置７において、栽培対象となる植物６は、根６２を有する野菜（より詳細にはレタス等の葉野菜）である。栽培パネル３は、植物６の食用部分である葉及び茎の部分が上方に突出するように、植物６を保持する。

一実施形態の水耕栽培装置７において、栽培パネル３は、複数の植物６を水平方向に互いに距離をあけて保持する（図２等参照）。栽培パネル３は、所定方向Ｄ１に二列、幅方向Ｄ２に四列で並ぶように、都合八つの植物６をマトリクス状に保持する。

栽培パネル３は、二列の液路２５の開口の一部を覆うようにして設置される。栽培パネル３は、たとえば発泡樹脂材料を用いて形成されている。栽培パネル３は、幅方向Ｄ２に長い平面視矩形状の上板３１と、上板３１の下面に接合された二つの椀状の底板３３を有する。上板３１とこれに接合される二つの底板３３は、発泡樹脂材料を用いた真空成形の手法で成形することができる。

上板３１とこれの下方に位置する二つの底板３３には、それぞれ複数の貫通孔が形成されている。上板３１には八つの貫通孔が形成され、二つの底板３３には、それぞれ四つの貫通孔が形成されている。上板３１の一つの貫通孔とこれに対応する底板３３の一つの貫通孔で、一つの植物６を保持する保持部が構成される。栽培パネル３には、水平方向に互いに距離をあけて複数（八つ）の保持部が形成されている。

各段の栽培槽２には、所定方向Ｄ１に沿って一列に並ぶように複数（多数）の栽培パネル３が載置される。この状態で、二列の液路２５の開口の大部分は、複数の栽培パネル３により覆われる。

栽培パネル３は、液肥２０の液面２００に浮くように構成されている。図３Ａに示すように、栽培パネル３は、栽培槽２に載置されたときに、栽培パネル３が有する二つの底板３３が、二列の液路２５に溜められた液肥２０の液面２００にそれぞれ浮くように構成されている。栽培パネル３が液面２００に浮いた状態で、栽培パネル３に保持される八つの植物６の根６２は、それぞれ液肥２０に浸される。

光照射部５３は、栽培槽２に載せられた各栽培パネル３が保持する複数の植物６に対して、育成用の光を上方から照射する機能を有する（図１参照）。光照射部５３は、所定方向Ｄ１に長い図示略の発光体を有する。発光体はたとえば蛍光灯であるが、ＬＥＤ、有機ＥＬ等でもよい。

光照射部５３は、棚板１２の下面に取り付けられている。各段の棚板１２に設置された栽培槽２の栽培パネル３には、その段よりも一段上の棚板１２の下面に取り付けられた光照射部５３が、光を照射する。

一実施形態の水耕栽培装置７において、栽培棚１には、リフト機構４が更に設置されている。リフト機構４は、収穫直前のタイミングで栽培パネル３を自動的に上昇させ、収穫段階では水切りを完了させておく機能を有する。

リフト機構４は、所定方向Ｄ１に沿って並んだ複数の栽培パネル３のうち、所定方向Ｄ１の一端の栽培パネル３を、所定範囲内で上下動させるように構成されている。この一端の栽培パネル３が、収穫時期の栽培パネル３ａである。

栽培槽２に載置された複数の栽培パネル３のうち、所定方向Ｄ１において収穫時期の栽培パネル３ａとは反対側の端に位置する栽培パネル３は、栽培槽２での栽培開始時期の栽培パネル３ｂである。

各栽培パネル３は、液肥２０の液面２００に浮かんだ状態で（つまり液肥２０を介して栽培槽２に載置された状態で）、所定方向Ｄ１に沿って移動可能である。収穫時期にある栽培パネル３ａを栽培槽２の所定方向Ｄ１の一端から取り出した後は、新しい栽培パネル３を、栽培槽２の所定方向Ｄ１の反対側の端に載置する。このとき、栽培槽２に載置されている残り全ての栽培パネル３を、所定方向Ｄ１の一端側に向けて移動させる。

栽培パネル３は液面２００に浮かぶので、新しく液面２００に浮かべた栽培パネル３を用いて、液面２００に浮かんだ残り全ての栽培パネル３を、所定方向Ｄ１の一端側に向けて一括して押し込むことが可能である。ここで栽培槽２に載置した新しい栽培パネル３が、栽培開始時期の栽培パネル３ｂとなる。

つまり、一実施形態の水耕栽培装置７では、栽培槽２に載置された栽培パネル３を、所定方向Ｄ１の一端側に向けて段階的に送りながら、その栽培パネル３が保持する植物６を水耕栽培することができ、その栽培パネル３が所定方向Ｄ１の一端に到達した段階で収穫可能となる。

リフト機構４は、栽培棚１の所定方向Ｄ１の一端部に設置されている。リフト機構４は、上下に伸縮駆動される複数のシリンダ４０１と、上下に伸縮自在な複数のガイドポスト４０２を有する。

より詳細には、リフト機構４は、棚板１２の上面のうち幅方向Ｄ２の両端部分に設置された二つのシリンダ４０１と、棚板１２の上面のうち幅方向Ｄ２の中央部分に設置された一つのシリンダ４０１を有している（図２参照）。ガイドポスト４０２は、各シリンダ４０１を挟んで所定方向Ｄ１の両側に位置するように、棚板１２の上面の都合六箇所に設置されている。

更に、リフト機構４は、三つのシリンダ４０１の上端部に一対一で連結された三つのテーブル４０９を有する。各テーブル４０９のうち所定方向Ｄ１の中央部分がシリンダ４０１の上端部に連結され、所定方向Ｄ１において該中央部分を挟む両側の部分が、ガイドポスト４０２の上端部に連結されている。

三つのテーブル４０９は、栽培時期の栽培パネル３ａの上板３１の下面の別々の個所に当たり、栽培パネル３ａを下方から支持する。

三つのテーブル４０９のうち、幅方向Ｄ２の両端に位置する二つのテーブル４０９が、上板３１の幅方向Ｄ２の両端部分（つまり上板３１のうち二つの底板３３よりも幅方向Ｄ２の両外側に突出したフランジ状の部分）を、下方から支持する。

三つのテーブル４０９のうち、幅方向Ｄ２の中間に位置する一つのテーブル４０９が、上板３１の幅方向Ｄ２の中央部分（つまり上板３１のうち二つの底板３３の間の部分）を、下方から支持する。

言い換えると、リフト機構４は、シリンダ式の昇降器４１を三か所に備えている。三か所の昇降器４１は、すなわち、栽培パネル３ａの幅方向Ｄ２の両端部を持ち上げるように設けられた二か所の昇降器４１と、栽培パネル３ａの幅方向Ｄ２の中間部分を持ち上げるように設けられた一か所の昇降器４１である。

シリンダ式の昇降器４１は、シリンダ４０１と、所定方向Ｄ１においてシリンダ４０１を挟む両側に位置する一対のガイドポスト４０２と、シリンダ４０１及び一対のガイドポスト４０２に支持されたテーブル４０９を有し、シリンダ４０１の伸縮駆動に伴ってテーブル４０９が上下動するように構成されている。

一実施形態の水耕栽培装置７は、上記構造のリフト機構４を備えるので、シリンダ４０１を上方に伸長させ、収穫時期の栽培パネル３ａを栽培槽２内から上昇させておくことで、収穫の際には植物６の水切りを完了させることができる。

リフト機構４による栽培パネル３ａの上下動の範囲には、図３Ａに示す下位置Ｐ１と、図３Ｂに示す上位置Ｐ２が含まれる。

栽培パネル３ａが下位置Ｐ１にあるとき、栽培パネル３ａが保持する植物６の根６２は、液肥２０の液面２００よりも下方に位置する。下位置Ｐ１は、植物６の根６２を液肥２０に浸すように設けた、栽培工程のための位置である。一実施形態の水耕栽培装置７において、栽培パネル３ａの下位置Ｐ１は、栽培パネル３ａが液面２００に浮かんだ位置である。

栽培パネル３ａが上位置Ｐ２にあるとき、栽培パネル３ａが保持する植物６の根６２は、その全体が液面２００の上方に位置する。上位置Ｐ２は、根６２を含んだ植物６全体を液面２００から上方に離間させるように設けた、水切り用の位置である。

なお、シリンダ式のリフト機構４は、上記の構成に限定されない。栽培パネル３ａを上位置Ｐ２に上昇させて安定的に支持することができる限りにおいて、リフト機構４は少なくとも一つのシリンダ４０１を備えればよい。シリンダ４０１として空圧式、油圧式、電動式等のいずれの方式のシリンダを用いることも可能である。リフト機構４においてガイドポスト４０２は必須ではないが、ガイドポスト４０２を備える場合には、リフト機構４に少なくとも一つのガイドポスト４０２を備えればよい。

また。リフト機構４で一度に持ち上げる栽培パネル３ａは一つに限定されず、栽培パネル３ａを一度に複数持ち上げることも可能である。

（水耕栽培システム）
次に、上記した一実施形態の水耕栽培装置７を用いて構成された水耕栽培システムＳについて、図４、図５及び図６に基づいて説明する。

水耕栽培システムＳは、たとえば図４に示すような植物工場（野菜工場）において構成される。水耕栽培システムＳは、植物工場に設置された複数の水耕栽培装置７と、植物工場に設置された自動搬送装置８と、植物工場の各機器を制御する制御装置９（図６参照）を備える。図４では、水耕栽培装置７を簡略に示しており、リフト機構４等の記載は省略している。

複数の水耕栽培装置７は、幅方向Ｄ２に距離をあけて互いに平行に設置されている。
複数の水耕栽培装置７において、収穫時期の栽培パネル３ａは、所定方向Ｄ１の同じ側に位置する。複数の水耕栽培装置７のそれぞれに保持される収穫時期の栽培パネル３ａは、幅方向Ｄ２に並んで位置する。

一実施形態の水耕栽培システムＳにおいて、自動搬送装置８は、スタッカークレーン８０である。スタッカークレーン８０は、複数の水耕栽培装置７の各々にある収穫時期の栽培パネル３ａを、複数の水耕栽培装置７から離れた所定の箇所にまで自動的に搬送するように、植物工場に設置されている。

図５等に示すように、スタッカークレーン８０は、植物工場の床面に設置された走行レール８１と、走行レール８１上を移動自在な矩形枠状のフレーム８２と、フレーム８２の移動をガイドするように走行レール８１の上方に設置されたガイドレール８３と、フレーム８２内に上下動自在に設置された荷台８４と、荷台８４に設けられたフォーク装置８５と、荷台８４を上下動させる昇降装置８６と、フレーム８２を走行レール８１に沿って移動させる走行装置８７を備える。

スタッカークレーン８０は、狙いの水平位置及び上下位置にまで荷台８４を移動させたうえで、上位置Ｐ２にまで持ち上げられた栽培パネル３ａの下にフォーク装置８５の爪８５５を差し込み（図３Ｂ参照）、フォーク装置８５で栽培パネル３ａを持ち上げて運搬する。

一実施形態の水耕栽培システムＳでは、スタッカークレーン８０が荷台８４とフォーク装置８５を一つずつ備えているが、荷台８４とフォーク装置８５の組み合わせをたとえば上下に複数段備えることも可能である。

図６に示すように、制御装置９は、水耕栽培装置７とスタッカークレーン８０を制御する。制御装置９は、水耕栽培装置７が備える液循環装置５１のポンプ５１５、各段の光照射部５３等を制御して、植物の栽培を行う（栽培工程）。このとき、栽培パネル３はいずれも液面２００に浮かんだ位置（すなわち下位置Ｐ１）にある。

加えて、制御装置９は、既定のタイミングに至ったときに、水耕栽培装置７が備える各段のリフト機構４を制御して、収穫時期の栽培パネル３ａを上位置Ｐ２にまで持ち上げ、その位置で水切り用の所定時間だけ保持させる（水切り工程）。ここでの所定時間は、根６２に付着した液肥２０の十分な水切りを実現するため、たとえば０．５時間から３時間の範囲内で設定される。所定時間の範囲はこれに限定されず、植物６の種類等の条件に応じて、１時間から２時間の範囲内で設定されてもよいし、０．５時間から２時間の範囲内で設定されてもよいし、或いは１時間から３時間の範囲内で設定されてもよい。

次いで、制御装置９は、水切り用の所定時間の経過後に、スタッカークレーン８０の走行装置８７、昇降装置８６、フォーク装置８５等を制御し、水切りが完了した植物６を、栽培パネル３ａごと自動的に収穫する（収穫工程）。

一実施形態の水耕栽培システムＳによれば、植物６の水耕栽培を自動的に行うとともに、収穫時期に至った植物６の水切り作業と収穫作業も自動的に行うことができ、しかも、収穫の際に液肥２０が飛び散って床等を濡らすことや、周囲の植物６の根６２以外の部分に液肥２０が付着することは防止される。

一実施形態の水耕栽培システムＳでは、水耕栽培装置７を複数備えているが、水耕栽培装置７は少なくとも一つ備えていればよい。また、自動搬送装置８はスタッカークレーン８０に限定されず、栽培パネル３ａを安定的に搬送することができる限りにおいて、他の装置を用いることも可能である。
（変形例）
次に、上記した一実施形態の水耕栽培装置７及び水耕栽培システムＳの更なる変形例について説明する。なお、変形例の説明において、既に説明した構成と同様の構成については、詳しい説明を省略する。

図７Ａ、図７Ｂには、水耕栽培装置７の各段の栽培槽２において、複列液路ではなく単列液路の形式を採用した変形例を示している。

この変形例の場合、栽培槽２の液路２５は単独で設けられている。これに対応して、栽培パネル３の底板３３は単独で設けられている。底板３３には、上板３１の貫通孔に対応する貫通孔が、八つ形成されている。

この変形例において、リフト機構４は、シリンダ式の昇降器４１を二か所に備えている。二か所の昇降器４１は、すなわち、栽培パネル３ａの幅方向Ｄ２の両端部を持ち上げるように設けられた二か所の昇降器４１である。この変形例におけるリフト機構４は、栽培パネル３ａの幅方向Ｄ２の中間部分を持ち上げる昇降器４１を備えない。

図８には、リフト機構４の昇降器４１がシリンダ式ではなくジャッキ式である変形例を示している。昇降器４１は、棚板１２とテーブル４０９の間に、互いに回転自在となるようにＸ字状に連結された一対のアーム４０４，４０５と、一対のアーム４０４，４０５を動作させてテーブル４０９を昇降させる図示略の駆動部を備える。テーブルリフトのようなリフト機構４を用いた場合も、栽培パネル３ａを水切り用の位置（上位置Ｐ２）にまで持ち上げることができる。

図９から図１１には、液路２５内の液肥２０に沈めた金属製（たとえばステンレス鋼製）枠部材４５と駆動機構４６を用いて、栽培パネル３ａを持ち上げる変形例を示している。この変形例においても、図７Ａ、図７Ｂに示した変形例と同様、栽培槽２には単列液路の形式が採用され、栽培パネル３の底板３３は単独で設けられている。

図１０に示すように、リフト機構４の一部を構成する枠部材４５は、栽培パネル３ａを下方から支持するための櫛状の支持枠４５１と、支持枠４５１の幅方向Ｄ２の両端部から上方に延長された一対のアーム４５３を有する。

図９Ａに示すように、通常時において枠部材４５は、植物６の根６２よりも下方に支持枠４５１が位置するように、液肥２０内に沈められている。この枠部材４５を、リフト機構４の一部を構成するレバー式の駆動機構４６により持ち上げる（図１１参照）ことで、枠部材４５を介して栽培パネル３ａを上位置Ｐ２にまで上昇させることができる。

駆動機構４６は、枠部材４５のアーム４５３の上端部に回転自在に連結されるＬ字状のレバー４６１と、レバー４６１を回転自在に支持する支軸４６２と、レバー４６１のうちアーム４５３に連結される側とは反対側の端部を所定方向Ｄ１に往復動させるシリンダ式の駆動部４６３を備える。

この変形例では、支持枠４５１が櫛状であるから、支持枠４５１のうち櫛歯の間となる部分に、フォーク装置８５の爪８５５を挿し込み（図９Ｂ参照）、そのままフォーク装置８５で栽培パネル３ａを搬送することが可能である。

図１２には、図１１とは異なる方式で形成された駆動機構４６を示している。この例の駆動機構４６は、回転自在に支持された下プーリ４６５と、下プーリ４６５の上方で回転自在に支持された上プーリ４６６と、下プーリ４６５と上プーリ４６６の間に掛け渡されたベルト４６７と、ベルト４６７の周方向の一部に固定された連結具４６８と、上プーリ４６６を回転駆動させる図示略の駆動部を備える。連結具４６８は、枠部材４５のアーム４５３の上端部に連結される。

この例の駆動機構４６では、上プーリ４６６の回転駆動によってベルト４６７を周方向に移動させ、連結具４６８を上下動させることによって、枠部材４５を昇降させることができる。

図１３から図１６には、栽培パネル３ａの端縁部を掴むことのできる金属製（たとえばステンレス鋼製）の把持部材４７と駆動機構４８を用いて、栽培パネル３ａを持ち上げる変形例を示している。

図１３等に示すように、把持部材４７は、上板４７１と下板４７２と中間板４７３がコ字状に連結したクリップのような構造を有する。上板４７１と下板４７２と中間板４７３で囲まれた溝部分が、栽培パネル３ａの端縁部が嵌る溝部分である。

把持部材４７は、上板４７１と下板４７２がある程度は撓むことのできる弾性を有し、上板４７１と下板４７２の先端部分は、栽培パネル３ａの端縁部を溝部分にガイドすることができるように、互いに離れる方向に（ハ字状に）開いた形状を有する。中間板４７３からの下板４７２の突出量は、中間板４７３からの上板４７１の突出量よりも大きく設定されている。

この例では、コ字状の把持部材４７が複数設けられており、具体的には、幅方向Ｄ２に並ぶように三つ設けられている（図１４参照）。三つの把持部材４７は、連結軸４９で一体に結合されている。連結軸４９は、幅方向Ｄ２に一直線状に伸びる軸体であり、軸受けによって棚板１２に対して回転自在に支持される。

図１６に示すように、駆動機構４８は、連結軸４９を中心として三つの把持部材４７を一体に回転動作させるように構成されている。駆動機構４８は、連結軸４９に対して第一端部が固定されたアーム４８１と、アーム４８１の第二端部に連結されたシリンダ式の駆動部４８３を備える。アーム４８１の第一端部と第二端部は、アーム４８１の長手方向の互いに反対側に位置する。駆動部４８３として、空圧式、油圧式、電動式等のいずれの方式のシリンダを用いることも可能である。

駆動部４８３は、アーム４８１の第二端部を所定方向Ｄ１に往復動させる。これにより、三つの把持部材４７のそれぞれは、図１６に実線で示す第一姿勢と、想像線で示す第二姿勢の間で往復動される。

把持部材４７の第一姿勢は、上板４７１と下板４７２がともに水平となる姿勢である。本文で用いる水平の文言は、厳密な意味での水平に限定されず、ほぼ水平な場合も含む。把持部材４７が第一姿勢にあるとき、水平な姿勢で栽培槽２に載置された栽培パネル３ａの端縁部が、その姿勢のまま把持部材４７の溝部分に挿入される。

把持部材４７の第二姿勢は、上板４７１と下板４７２がともに突先部分を斜め上方に向けた姿勢である。把持部材４７が第二姿勢にあるとき、把持部材４７に支持された栽培パネル３ａは、液肥２０の液面２００よりも上方に位置するように持ち上げられる。

したがって、この例のリフト機構４においては、液面２００に浮かんだ複数の栽培パネル３を、所定方向Ｄ１の一端側に向けて一括して押し込むと、図１３中の矢印で示すように、最も一端側に位置する収穫時期の栽培パネル３ａの端縁部が、三つの把持部材４７に嵌め込まれる。

次いで、制御装置９からの収穫予定の指令によって、シリンダ式の駆動部４８３が作動すると、各把持部材４７は第一姿勢から第二姿勢に至るまで回転する。これにより、栽培パネル３ａは、植物６の根６２を液肥２０に浸す位置（下位置Ｐ１）から、根６２を液肥２０の上方に離間させる水切り用の位置（上位置Ｐ２）にまで、連結軸４９を中心に回転する。

栽培パネル３ａは、十分に水切りを行うために、斜めに傾いた上位置Ｐ２で所定時間だけ保持される。ここで、各把持部材４７は下板４７２を長く設けているので、栽培パネル３ａは傾いた姿勢で安定的に保持される。

上位置Ｐ２で十分に水切りされた植物６は、栽培パネル３ａごと収穫される。制御装置９は、収穫後に駆動部４８３を作動させ、各把持部材４７を第一姿勢に戻す。次いで、液面２００に浮かんでいる複数の栽培パネル３を、所定方向Ｄ１の一端側に向けて一括して押し込むと、次の収穫時期の栽培パネル３ａの端縁部が、各把持部材４７に嵌め込まれる。

この例では把持部材４７を三つ設けているが、把持部材４７の数はこれに限定されず、把持部材４７は少なくとも一つであればよい。把持部材４７が一つの場合、栽培パネル３ａの端縁部の幅方向Ｄ２の中央部分を、一つの把持部材４７で保持することが好ましい。把持部材４７が二つの場合、栽培パネル３ａの端縁部の幅方向Ｄ２の両端部分を、二つの把持部材４７で保持することが好ましい。

以上、リフト機構４の各種の変形例について説明したが、リフト機構４を更に別の方式で形成することも可能である。たとえば、液路２５の底に傾斜したレールを設置し、液肥２０に浮いた栽培パネル３ａが所定方向Ｄ１の一端に到達したときに、該レールに栽培パネル３ａが乗り上がる構造としてもよい。この構造によれば、液肥２０に浮いた複数の栽培パネル３を所定方向Ｄ１に押し込む力で、収穫時期の栽培パネル３ａを水切り用の上位置Ｐ２にまで持ち上げることができる。

なお、一実施形態の水耕栽培装置７では、栽培パネル３が液肥２０の液面２００に浮くように設けているが、これに限定されず、栽培パネル３が栽培槽２に載置された状態で、栽培パネル３の底板３３が液面２００の上方に位置してもよい。

また、一実施形態の水耕栽培装置７は、複数の栽培パネル３を所定方向Ｄ１に順次送りながら栽培を行うように構成されているが、これに限定されず、たとえば栽培パネル３を一つだけ栽培槽２に載せて栽培及び収穫を行うように構成されてもよい。

また、一実施形態の水耕栽培システムＳでは、収穫作業は自動搬送装置８を用いて自動的に行われるが、これに限定されず、収穫作業を手作業で行うことも可能である。この場合においても、水切り作業はリフト機構４を用いて自動的にかつ十分に行われるので、作業者の労力は大幅に低減される。

また、一実施形態の水耕栽培装置７では、棚板１２の所定方向Ｄ１の一端側にリフト機構４を設置し、このリフト機構４を、収穫時期の栽培パネル３ａの水切り作業に用いているが、たとえば同様のリフト機構４を、棚板１２の所定方向Ｄ１の一端側とは反対側に設置し、栽培開始時期の栽培パネル３ｂ（育苗された段階の植物６を保持する栽培パネル３ｂ）を栽培槽２に投入する作業に用いることも可能である。

この場合、投入作業用のリフト機構４は、栽培パネル３ｂを所定範囲内で上下動させる。この所定範囲に、投入開始時の上位置と、投入完了時の下位置が含まれる。栽培パネル３ｂは、上位置にあるときには、その全体が液面２００の上方に位置することが好ましい。栽培パネル３ｂが下位置にあるときには、栽培パネル３ｂが保持する植物６の根６２が、液肥２０に浸される。栽培パネル３ｂが下位置にあるときには、栽培パネル３ｂは液面２００に浮かぶことが好ましい。

投入作業用のリフト機構４についても、水切り作業用のリフト機構４と同様に、多様な変形例が採用可能である。つまり、投入作業に用いるリフト機構４においても、図１から図３に示したシリンダ式の機構に限らず、たとえば図８に示したようなジャッキ式の機構、図９から図１２に示したような枠部材を用いた機構、あるいは図１３から図１６に示したような把持部材を用いた機構を採用することが可能である。

（作用効果）
以上、実施形態及びその変形例に基づいて説明したように、水耕栽培装置７は、下記の構成を備えることを特徴とする。

つまり、水耕栽培装置７は、栽培槽２と、栽培パネル３と、リフト機構４を備える。栽培槽２には、液肥２０が溜められる。栽培パネル３は、栽培槽２に載せられ、栽培対象の植物６をその根６２が下に位置する姿勢で保持する。リフト機構４は、栽培パネル３を、下位置Ｐ１と上位置Ｐ２を含む範囲内で上下動させる。下位置Ｐ１は、植物６の根６２を、液肥２０に浸す位置である。上位置Ｐ２は、根６２を液肥２０から上方に離間させる水切り用の位置である。

上記の構成を備える水耕栽培装置７によれば、植物６の根６２を液肥２０に浸した状態で水耕栽培を行うことができ、植物６が収穫時期に至れば、栽培パネル３をリフト機構４で持ち上げて自動的に水切り作業を行うことができる。したがって、労力を要することなく、十分に水切り作業を行うことができ、収穫の際に液肥２０が飛び散って床等を濡らすことや、周囲の植物６の根６２以外の部分に液肥２０が付着することが防止される。

また、水耕栽培装置７は、下記の構成を備えることを更なる特徴とする。

つまり、水耕栽培装置７において、栽培槽２には、複数の栽培パネル３が、平面視において所定方向Ｄ１に沿って並べられる。リフト機構４は、所定方向Ｄ１に並んだ複数の栽培パネルのうち、所定方向Ｄ１の端に位置する栽培パネル３を、上下動させる。

上記の構成を備える水耕栽培装置７によれば、複数の栽培パネル３を所定方向Ｄ１に順次送りながら栽培を行い、所定方向Ｄ１の端に至った収穫時期の栽培パネル３を持ち上げて水切りを行い、栽培パネル３ごと植物６を収穫することができる。

また、実施形態及びその変形例に基づいて説明したように、水耕栽培システムＳは、下記の構成を備えることを特徴とする。

つまり、水耕栽培システムＳは、上記の構成を備える水耕栽培装置７と、リフト機構４で持ち上げられた栽培パネル３を、水耕栽培装置７から離れた箇所に自動搬送する自動搬送装置８を備える。

上記の構成を備える水耕栽培システムＳによれば、水耕栽培装置７で植物６の水耕栽培を行い、植物６が収穫時期に至れば、栽培パネル３をリフト機構４で持ち上げて自動的に水切りを行うことができ、更に、水切りが完了した植物６を栽培パネル３ごと自動的に収穫することができる。

また、実施形態及びその変形例に基づいて説明したように、リフト機構４は、水耕栽培装置７に設置され、水耕栽培装置７に載置される栽培パネル３を、下位置Ｐ１と上位置Ｐ２を含む範囲内で上下動させるように構成されている。下位置Ｐ１は、水耕栽培用に設定された位置であり、上位置Ｐ２は、水切り用に設定された位置である。

上記の構成を備えるリフト機構４によれば、これを水耕栽培装置７に設置することで、収穫時期の栽培パネル３の水切り作業を自動的に行うことができる。

また、実施形態及びその変形例に基づいて説明したように、植物の栽培収穫方法は、下記の構成を備えることを特徴とする。

つまり、植物の栽培収穫方法は、上記の構成を備える水耕栽培装置７を用いて植物６を栽培及び収穫する方法であって、下位置Ｐ１にある栽培パネル３で植物６を栽培する栽培工程と、水切り用の所定時間だけ栽培パネル３を上位置Ｐ２で保持する水切り工程と、所定時間の経過後に、水切りが完了した植物６を栽培パネル３ごと収穫する収穫工程を備える。

上記の構成を備える植物の栽培収穫方法によれば、植物６の根６２を液肥２０に浸した状態で水耕栽培を行うことができ、植物６が収穫時期に至れば、栽培パネル３を持ち上げて自動的に水切り作業を行うことができる。したがって、労力を要することなく、水切りが十分に行われた植物６を収穫することができ、収穫の際に液肥２０が飛び散って床等を濡らすことや、周囲の植物６の根６２以外の部分に液肥２０が付着することが防止される。

また、実施形態及びその変形例に基づいて説明したように、植物の栽培収穫方法は、下記の構成を備えることを特徴としてもよい。

つまり、植物の栽培収穫方法は、上記の構成を備える水耕栽培システムＳを用いて植物６を栽培及び収穫する方法であって、下位置Ｐ１にある栽培パネル３で植物６を栽培する栽培工程と、水切り用の所定時間だけ栽培パネル３を上位置Ｐ２で保持する水切り工程と、所定時間の経過後に、水切りが完了した植物６を、栽培パネル３ごと自動搬送装置８で収穫する収穫工程を備える。

上記の構成を備える植物の栽培収穫方法によれば、植物６の根６２を液肥２０に浸した状態で水耕栽培を行うことができ、植物６が収穫時期に至れば、栽培パネル３を持ち上げて自動的に水切り作業と収穫作業を行うことができる。したがって、労力を要することなく、水切りが十分に行われた植物６を収穫することができ、収穫の際に液肥２０が飛び散って床等を濡らすことや、周囲の植物６の根６２以外の部分に液肥２０が付着することが防止される。

１ 栽培棚
２ 栽培槽
２０ 液肥
２００ 液面
３ 栽培パネル
４ リフト機構
６ 植物
６２ 根
７ 水耕栽培装置
８ 自動搬送装置
９ 制御装置
Ｓ 水耕栽培システム
Ｄ１ 所定方向
Ｐ１ 下位置
Ｐ２ 上位置

Claims (6)

1. 液肥が溜められる栽培槽と、
   前記栽培槽に載せられ、栽培対象の植物をその根が下に位置する姿勢で保持する栽培パネルと、
   前記栽培パネルを、下位置と上位置を含む範囲内で上下動させるリフト機構と、を備え、
   前記下位置は、前記植物の前記根を、前記液肥に浸す位置であり、
   前記上位置は、前記根を前記液肥から上方に離間させる水切り用の位置である
   ことを特徴とする水耕栽培装置。
2. 前記栽培槽には、複数の前記栽培パネルが、平面視において所定方向に沿って並べられ、
   前記リフト機構は、前記所定方向に並んだ複数の前記栽培パネルのうち、前記所定方向の端に位置する栽培パネルを、上下動させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の水耕栽培装置。
3. 請求項１又は２に記載の水耕栽培装置と、
   前記リフト機構で持ち上げられた前記栽培パネルを、前記水耕栽培装置から離れた箇所に自動搬送する自動搬送装置と、を備える
   ことを特徴とする水耕栽培システム。
4. 水耕栽培装置に設置されるリフト機構であって、
   前記水耕栽培装置に載置される栽培パネルを、下位置と上位置を含む範囲内で上下動させるように構成され、
   前記下位置は、水耕栽培用に設定された位置であり、
   前記上位置は、水切り用に設定された位置である
   ことを特徴とするリフト機構。
5. 請求項１又は２に記載の水耕栽培装置を用いて植物を栽培及び収穫する方法であって、
   前記下位置にある前記栽培パネルで前記植物を栽培する栽培工程と、
   水切り用の所定時間だけ前記栽培パネルを前記上位置で保持する水切り工程と、
   前記所定時間の経過後に、水切りが完了した前記植物を前記栽培パネルごと収穫する収穫工程と、を備える
   ことを特徴とする植物の栽培収穫方法。
6. 請求項３に記載の水耕栽培システムを用いて植物を栽培及び収穫する方法であって、
   前記下位置にある前記栽培パネルで前記植物を栽培する栽培工程と、
   水切り用の所定時間だけ前記栽培パネルを前記上位置で保持する水切り工程と、
   前記所定時間の経過後に、水切りが完了した前記植物を、前記栽培パネルごと前記自動搬送装置で収穫する収穫工程と、を備える
   ことを特徴とする植物の栽培収穫方法。

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