JP3329900B2 - 水耕栽培施設における栽培野菜の収穫方法および収穫装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、培養液が流れる栽培ト
ラフの上部に、支持部材、例えば帯状の支持ベルトを配
置して、この支持ベルトに栽培野菜を保持させた水耕栽
培施設に適用される収穫方法および収穫装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】培養液が流れる栽培トラフの上部に帯状
の支持ベルトを配置して、この支持ベルトに栽培野菜を
保持させた水耕栽培施設が提案されており（特許第１６
３０４４２号）、既に実用化されている。

【０００３】この支持ベルトのような支持部材を用いて
栽培野菜を支持させた水耕栽培施設においては、栽培野
菜を人手により収穫することとしており、その人手によ
る収穫作業は前記支持部材の上方位置において手持ちの
刃物で栽培野菜の根部近傍を切断して行なうものであ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来は、
人手によって野菜の収穫を行っていたため、作業効率が
悪く、また人件費が掛かるという問題があった。

【０００５】また、栽培野菜はその育成により隣接する
栽培野菜の根部同士が絡み合い、支持部材の下方で根部
が連続状態となるので、収穫後に支持部材から根部を取
り外す付随作業をも必要となる。

【０００６】本発明はこのような背景に基づいてなされ
たものであり、この種の水耕栽培施設での収穫作業にお
いて人手への依存を軽減するとともに、効率的に収穫作
業を行うことのできる水耕栽培施設用収穫装置を提供す
ることを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明においては、培養液が流れる栽
培トラフの培養液上方に水平に配置した支持部材にポッ
トを介して栽培野菜を支持させた水耕栽培施設におい
て、前記支持部材の下方で前記ポットごと栽培野菜の根
部を切断して、この栽培野菜を前記支持部材から切り離
して収穫するようにしたものである。

【０００８】また、請求項２記載の発明においては、培
養液が流れる栽培トラフの培養液上方に水平に配置した
支持部材にポットを介して栽培野菜を支持させた水耕栽
培施設において、前記支持部材の直下の位置にこの支持
部材と概ね平行に、栽培野菜切り離し用のカッタを配置
したものである。

【０００９】さらに、請求項３記載の発明においては、
前記カッタを、周縁に刃を有する２枚の回転円板の縁部
同士を一部圧接させ、その圧接部に切断対象物である栽
培野菜の根部を移行挿入して切断するロータリカッタで
構成したものである。

【００１０】

【作用】請求項１記載の発明においては、支持部材の下
方でポットごと栽培野菜の根部を切断して収穫する。な
お、切断した根部は連続した状態で落下するので収穫後
の支持部材の清掃作業は楽である。

【００１１】請求項２記載の発明においては、支持部材
の直下に配置したカッタにより栽培野菜の根部を切断す
る。

【００１２】請求項３記載の発明においては、ロータリ
カッタにより栽培野菜の根部を切断する。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１４】図１は実施例に係る水耕栽培、収穫システ
ム全体の概略平面図である。

【００１５】この実施例においては、葉菜を栽培野菜と
して収穫するものであって、このシステムは水耕栽培施
設１００と、この施設１００で育成された栽培野菜を収
穫する収穫装置２００とに大別される。

【００１６】まず、水耕栽培施設については公知である
ので、簡単な説明に止める。培養液タンク１０１からポ
ンプ１０２により供給配管１０３に培養液を供給する
と、この培養液は３つに分岐され、バルブ１０４を介し
て栽培トラフ１０５の一端（入口側）に供給されるよう
になっている。バルブ１０４を設けた栽培トラフ１０５
は図から明らかなように、多数平行に配列された３つの
ブロックに分かれており、培養液はバルブ１０４を開け
ておく限り、３つのブロックの全栽培トラフ１０５に同
時に流れる。

【００１７】長い樋状の栽培トラフ１０５はその長手方
向と直角に適宜間隔で設けられた架台１０６によって支
持されている。また、栽培トラフ１０５内を流れる培養
液は、栽培トラフ１０５の他端（出口）部側で合流し、
回収配管１０７によって培養液タンク１０１内に回収さ
れるようになっている。

【００１８】図２は栽培トラフ１０５の縦断側面図であ
る。

【００１９】栽培トラフ１０５の上部両側に形成したガ
イド溝１０８には、例えばテフロンテープからなる支持
ベルト１０９の両側縁が長手方向に摺動自在に係止され
ており、また、支持ベルト１０９の長手方向には適宜間
隔で開口が形成されており、この開口に、栽培野菜を育
成、保持するポット１１０が上方から嵌合されている。
なお、この実施例においては支持部材として支持ベルト
１０９を用いたが、ベルト状に限らずシート状のもので
あってもよい。また、ポット１１０は薄い可撓性プラス
チックフィルムを容器状に形成したものである。

【００２０】再び、図１に戻り、栽培トラフ１０５の培
養液出口側端部近傍には栽培トラフ１０５の長手方向と
直角方向に回転するエンドレス状の搬送ベルト１１１が
配置されており、後述する収穫装置２００により、収穫
された栽培野菜が最終的にこの搬送ベルト１１１上に乗
せられ、下流（図１中矢印方向）の工程位置、例えば箱
詰め工程位置に搬送される。

【００２１】収穫装置２００は、装置本体２０１と、装
置本体２０１と連設され、搬送ベルト１１１と平行な第
１コンベア２０２と、同じく装置本体２０１と一体的に
設けられ、第１コンベア２０２と搬送ベルト１１１間を
中継する第２コンベア２０３と、装置本体２０１を、各
栽培トラフ１０５の出口側端部と順次対向するように、
栽培トラフ１０５の長手方向と直角方向に移動案内する
一対のレール２０４とから構成されている。

【００２２】次に主要部の装置本体２０１について詳細
に説明する。

【００２３】図３は装置本体２０１の平面図、図４はそ
の正面図、図５はその右側面図である。

【００２４】図３において、装置本体２０１は、枠体２
０５の一端に、栽培トラフ１０５（の出口側端部）と接
続する接続部２０６を備え、また、枠体２０５の内部に
は、周縁に刃を有する２枚の回転円板２０７ａ，２０７
ｂの縁部同士を一部圧接させ、その圧接部に切断対象物
である栽培野菜の根部を移行挿入して切断する機構のロ
ータリカッタ２０７、ポット除去装置２０８、支持ベル
ト１０９の一端を係止して巻き取る巻取装置２０９が、
接続部２０６側から順に配置されている。

【００２５】ポット除去装置２０８は支持ベルト１０９
の上方をその入口側と出口側で押さえる押さえローラ２
０８ａ，２０８ｂと、両ローラ２０８ａ，２０８ｂの間
にあって、支持ベルト１０９の下面に接する押し上げロ
ーラ２０８ｃを有しており、この押し上げローラ２０８
ｃによりポット１１０を上方に押し上げて支持ベルト１
０９から除去するようになっている。

【００２６】２１０は接続部２０６からロータリカッタ
２０７の下流側（支持ベルト１０９の搬送方向から見
て）に亘って設けたガイド部材であり、支持ベルト１０
９はこのガイド部材２１０で案内されるようになってい
る。また、２１０ａは、ポット１１０内の栽培野菜を第
１コンベア２０２側に傾斜させるための傾斜部である。
２１１はロータリカッタ２０７により支持ベルト１０９
から切断された栽培野菜を第１コンベア２０２にスムー
ズに導くための誘導ブラシ、２１２はポット除去装置２
０８の下流側にあって、支持ベルト１０９に付着してい
るごみなどを除去する洗浄ノズル、２１３は同じくブラ
シ、２１４は支持ベルト１０９を案内するピンチローラ
である。また、２１５は巻取装置２０９を構成する巻取
ドラムであり、図４に示すように、サーボモータ２１６
により駆動伝達ベルト２１７を介して駆動されるように
なっている。

【００２７】図４に示すように、枠体２０５の内部に
は、ローリング支持台２１８に一端が支持され、他端が
取付板２１９に軸支された揺動ユニット２２０が設けら
れており、前記ロータリカッタ２０７、ポット除去装置
２０８、ピンチローラ２１４、巻取装置２０９などはこ
の揺動ユニット２２０に一体的に取り付けられており、
図５に示すように、取付板２１９に形成された一対の円
弧溝２１９ａの範囲において前記支持ベルト１０９の断
面の中心を通る中心線まわりで揺動ユニット２２０は左
右に揺動し得るようになっている。これによって後述す
るように、傾斜部２１０ａの作用により傾斜された栽培
野菜の傾きに合わせて、ロータリカッタ２０７を傾斜さ
せることができる。

【００２８】次に接続部２０６の機構について詳細に説
明する。

【００２９】図６は接続部２０６の平面図、図７は同、
正面図である。

【００３０】接続部２０６は図６に示すように、両側部
にガイドレール２２１を設け、かつ、このガイドレール
２２１上を４個のキャリッジローラ２２２が転動するこ
とで、上流側と下流側に移動するキャリッジ２２３を設
けている。２２４はガイドレール２２１の前方（上流
側）と後方（下流側）とをそれぞれ連結するブラケット
である。

【００３１】キャリッジ２２３の前方部には、栽培トラ
フ１０５の出口側端部に設けた略ボール状のトラフジョ
イント１１２と係合する、同じく略ボール状のキャリッ
ジジョイント２２５が設けてある。キャリッジジョイン
ト２２５のトラフジョイント１１２との対向面は、トラ
フジョイント１１２の外周の円弧部が嵌合するように、
円弧部２２５ａとなっている。また、キャリッジジョイ
ント２２５の一側部には板ばねにより常に内側に付勢さ
れた係止爪２２６が設けられており、他側部には同じく
別の板ばねにより常に内側に付勢された接合ローラ２２
７が設けられている。

【００３２】一方、前記トラフジョイント１１２の一側
部には前記係止爪２２６と係止するための被係止部１１
２ａが形成されている。また、接合ローラ２２７はトラ
フジョイント１１２の外周面に当接するもので、後述す
る機構によりキャリッジジョイント２２５が前方、即ち
トラフジョイント１１２に接近する方向に移動する時、
トラフジョイント１１２の外周面を転動し、最大径のデ
ッドポイントを乗り越えた後は、その内方に向かう付勢
力によりキャリッジジョイント２２５をトラフジョイン
ト１１２に勢いよく引き込み、円弧部２２５ａとトラフ
ジョイント１１２を当接させる。この時、係止爪２２６
もトラフジョイント１１２の外周面を乗り越えて被係止
部１１２ａに係止される。これにより栽培トラフ１０５
と接続部２０６は接続される。

【００３３】次に、このようなキャリッジ２２３を前後
に移動させる機構について説明する。

【００３４】キャリッジ２２３の両側部間に軸支され
た、即ち、移動方向と直角に軸支された支軸２２８の中
央には、ピニオンギヤ２２９が設けてあり、このピニオ
ンギヤ２２９は、前後のブラケット２２４間に支持され
たラック２３０とかみ合っている。

【００３５】そして、この支軸２２８にはコイルスプリ
ング２２８ａが装着され、このコイルスプリング２２８
ａの一端を支軸２２８に固定するとともに、他端をキャ
リッジ２２３の側部に設置した係止ピン２２３ａに固定
させ、このコイルスプリング２２８ａのばね力によりキ
ャリッジ２２３を通常後退位置に位置させるように付勢
している。

【００３６】また、支軸２２８の一端には、操作レバー
２３１の一端が固定されている。

【００３７】そのため、操作レバー２３１は通常は実線
位置にあり、栽培トラフ１０５と接続部２０６を接続さ
せようという時に、より具体的には、トラフジョイント
１１２とキャリッジジョイント２２５を接続させようと
する時に、図７の２点鎖線位置まで反時計回り方向に回
動操作する。

【００３８】そして、ピニオンギヤ２２９はラック２３
０とかみ合っているため、ピニオンギヤ２２９はラック
２３０に対して相対的に移動し、この結果、キャリッジ
２２３は前方に移動し、トラフジョイント１１２とキャ
リッジジョイント２２５は当接する。

【００３９】なお、２３２は、ガイドレール２２１に対
してキャリッジローラ２２２と反対側から当接してキャ
リッジ２２３の脱落を防止するための補助ローラであ
る。

【００４０】図８はロータリカッタ部における栽培野菜
切断の様子を示す斜視図であり、ガイド部材２１０の傾
斜部２１０ａにより、支持ベルト１０９も、ポット１１
０、その内部の栽培野菜３００ごとカッタ部において第
１コンベア２０２側に傾いている。 このことにより、
重力が栽培野菜３００に倒伏力として作用するようにな
っている。

【００４１】また、この傾きと同角度だけ、支持ベルト
１０９の下方に配置されたロータリカッタ２０７も傾い
ている。即ちロータリカッタ２０７の円板面と支持ベル
ト１０９は平行になっているため、支持ベルト１０９の
下方でポット１１０を水平に切断する。

【００４２】栽培野菜３００は、前記傾斜部２１０ａの
傾きにより倒伏され、確実に第１コンベア２０２上に落
下させることができる。

【００４３】なお、ロータリカッタ２０７はモータユニ
ット２４０に取り付けられている。そして、ポット１１
０の移動速度に対応して、モータユニット２４０内のギ
ヤ列を変えることで回転円板２０７ａと２０７ｂの周速
比を選択すれば、正確にかつ、瞬間的にこのロータリカ
ッタ２０７によりポット１１０を切断することができ
る。

【００４４】図９はロータリカッタ部の傾きを無視した
状態の正面図であり、ロータリカッタ２０７により切断
されたポット１１０の上側部１１０ａは切断後も依然と
して支持ベルト１０９に係止されているが、前述したよ
うに、搬送方向下流側でポット除去装置２０８により除
去されるようになっている。

【００４５】また、図９に示すように、隣接する栽培野
菜３００の根部３００ａ同士は絡み合っているが、支持
ベルト１０９の下方でポット１１０ごとこの根部３００
ａを切断することで、栽培野菜３００は各ポット１１０
毎に分離され、効率よく栽培野菜３００を収穫すること
ができる。なお、切断した根部３００ａは互いに連続し
た状態で落下するので、それ以降の清掃作業は楽であ
る。

【００４６】次に収穫装置２００の動作について述べ
る。

【００４７】まず、収穫しようとする栽培トラフ１０５
の位置に、装置本体２０１を移動させる。これは図示し
ないモータによってなされる。

【００４８】次いで接続部２０６の中心位置をトラフジ
ョイント１１２の中心位置に合わせて操作レバー２３１
を前方に倒し、キャリッジ２２３を前方に移動させてト
ラフジョイント１１２とキャリッジジョイント２２５を
接続することで、接続部２０６を栽培トラフ１０５に接
続する。

【００４９】その際、この実施例においては前記支持ベ
ルト１０９の先端部の所定の長さの部分だけにはポット
１１０を設置せず余らせてあるので、その部分の支持ベ
ルト１０９を収穫装置２００に装着した状態として接続
を行い、その支持ベルト１０９の先端部を巻取装置２０
９の巻取ドラム２１５に係止し、そのままサーボモータ
２１６により巻取ドラム２１５を回転させて支持ベルト
１０９を巻き取りながら収穫作業を開始する。

【００５０】この収穫作業において、支持ベルト１０９
に取り付けられたポット１１０は順次ロータリカッタ２
０７位置に搬送され、ガイド部材２１０の傾斜部２１０
ａにより傾斜された状態で（図８参照）、上側部１１０
ａを残してロータリカッタ２０７で切断される（図９参
照）。

【００５１】このようにして支持ベルト１０９から切り
離された栽培野菜３００は図８に示すように、第１コン
ベア２０２上に落下し、あるいは誘導ブラシ２１１の作
用により第１コンベア２０２上に誘導され、さらにこの
第１コンベア２０２と直交する第２コンベア２０３上に
移送され、最終的に搬送ベルト１１１上に移送されて、
次工程位置に運ばれる。

【００５２】一方、栽培野菜３００が切り離された支持
ベルト１０９に残っているポット１１０の上側部１１０
ａはポット除去装置２０８の押し上げローラ２０８ｃに
より支持ベルト１０９から押し上げられるようにして除
去される。支持ベルト１０９はその後、洗浄ノズル２１
２、ブラシ２１３により、上下面を清掃された状態で巻
取ドラム２１５に巻き取られる。

【００５３】したがって、この実施例による栽培野菜３
００の収穫作業においては、人手により行なうべき作業
がわずかであり、従来より人手への依存が少なく、効率
的に収穫作業を行なうことができる。

【００５４】すなわち、この実施例において、支持ベル
ト１０９の下方でポット１１０のまま栽培野菜３００の
根部を切断して収穫するので、栽培野菜３００は各ポッ
ト１１０毎に分離された状態で収穫することができる。
また、支持ベルト１０９の下方で、切断された根部は各
ポット１１０間にわたって連続した状態であるので、そ
の連続した状態のまま落下するのでその根部を回収して
廃棄する清掃作業を効率的に行うことができる。

【００５５】そして、前記支持ベルト１０９の下方で根
部を切断するカッタをロータリカッタとしたので、ポッ
ト１１０のままの根部を確実に切断することができる利
点がある。

【００５６】前記のような収穫装置２００を用いた収穫
作業において、トラフ１０５に装着されていた支持ベル
ト１０９の後端に新たな支持ベルト１０９を連結してお
けば、収穫作業による前記支持ベルト１０９の巻き取り
によりそのトラフ１０５に新たな支持ベルト１０９を装
着することができる。

【００５７】したがって、この新たな支持ベルト１０９
に苗の入った新たなポット１１０の装着作業を行いなが
らトラフ１０５内に進入させるようにすることによっ
て、先の支持ベルト１０９からの栽培野菜３００の収穫
の完了後そのまま直ちに新たな支持ベルト１０９による
水耕栽培を開始することができる。

【００５８】

【発明の効果】請求項１および２記載の発明によれば、
隣接する栽培野菜の根部同士が絡み合っていても、支持
部材の下方でポットごと栽培野菜の根部を切断すること
で、効率よく栽培野菜を収穫することができる。

【００５９】請求項３記載の発明によれば、ロータリカ
ッタを使用することにより、栽培野菜の根部にプラスチ
ック等の薄肉材料で形成されたポットを装着した状態の
まま確実に切断することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る水耕栽培、収穫システム
全体の概略平面図である。

【図２】栽培トラフの縦断側面図である。

【図３】本発明の実施例に係る収穫装置の装置本体の平
面図である。

【図４】本発明の実施例に係る収穫装置の装置本体の正
面図である。

【図５】本発明の実施例に係る収穫装置の装置本体の右
側面図である。

【図６】装置本体の接続部の平面図である。

【図７】装置本体の接続部の正面図である。

【図８】カッタ部における栽培野菜切断の様子を示す斜
視図である。

【図９】カッタ部の傾きを無視した状態の正面図であ
る。

【符号の説明】

１０５ 栽培トラフ １０９ 支持ベルト（支持部材） １１０ ポット ２０１ 装置本体 ２０７ ロータリカッタ（カッタ） ２０８ ポット除去装置 ２０９ 巻取装置

フロントページの続き (72)発明者 山本 登美雄 香川県高松市林町1343番地 審査官 吉田 佳代子 (56)参考文献 特開 昭62−25925（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−34075（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A01G 31/02 A01G 31/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 培養液が流れる栽培トラフの培養液上方
   に水平に配置した支持部材にポットを介して栽培野菜を
   支持させた水耕栽培施設において、前記支持部材の下方
   で前記ポットごと栽培野菜の根部を切断して、この栽培
   野菜を前記支持部材から切り離して収穫するようにした
   ことを特徴とする水耕栽培施設における栽培野菜の収穫
   方法。
2. 【請求項２】 培養液が流れる栽培トラフの培養液上方
   に水平に配置した支持部材にポットを介して栽培野菜を
   支持させた水耕栽培施設において、前記支持部材の直下
   の位置にこの支持部材と概ね平行に、栽培野菜切り離し
   用のカッタを配置したことを特徴とする水耕栽培施設に
   おける栽培野菜の収穫装置。
3. 【請求項３】 前記カッタを、周縁に刃を有する２枚の
   回転円板の縁部同士を一部圧接させ、その圧接部に切断
   対象物である栽培野菜の根部を移行挿入して切断するロ
   ータリカッタで構成したことを特徴とする請求項２記載
   の水耕栽培施設における栽培野菜の収穫装置。