JP4948491B2 - 栽培装置 - Google Patents

Description

この発明は、農園芸施設として、稲作における苗の育成、野菜や花卉類の育成・栽培、および水耕栽培などに供される栽培槽（栽培棚、栽培容器を含む。以下同じ。）を移動可能に構成した栽培装置の技術分野に属し、更に云えば、栽培槽をその長手方向に移動させることで、作業者は作業場所に居ながらにして栽培作業や収穫作業を行うことができる栽培装置に関する。

近年、作業通路（作業場所）を確保しつつ栽培槽の設置数を増やして単位面積当たりの収穫量をアップさせる観点から、栽培槽を横方向（短手方向）に平行移動可能な手段を採用した栽培装置が開発されている（例えば、特許文献１、２を参照）。

具体的に、前記特許文献１に係る栽培装置は、同文献１の図１、図２に示したように、植物を植える栽培槽（２）と、該栽培槽（２）を一方向に連ねて地面より高位置に架設する架台（４）とで成る高設栽培装置であり、前記架台（４）が、地面に所定間隔で平行に敷設された複数本のレール（５）と直交する方向に前記栽培槽（２）を連ねるように配置し、前記レール（５）上を栽培槽（２）の短手方向に平行移動可能な台車（６）に設置搭載した栽培装置が開示されている（同文献１の請求項１等を参照）。

前記特許文献２に係る栽培装置は、同文献２の図１、図２に示したように、キャスター（４）が取付けられた多数の栽培槽（Ａ）を使用し、植物が植え付けられた前記栽培槽（Ａ）を密着状態に並べ、必要に応じて各栽培槽（Ａ）を同栽培槽（Ａ）の短手方向に平行移動させて床面（Ｂ）に通路（Ｃ）を確保して栽培する栽培装置が開示されている（同文献２の請求項１等を参照）。

上記特許文献１、２に係る栽培装置は共通して、栽培槽を同栽培槽の短手方向に平行移動させて作業通路（作業場所）を確保する構成であるが故に、必要に応じて隣接する栽培槽同士の間に作業通路を形成できるので、従来のような栽培槽と作業通路とを交互に設けた構成の栽培装置（例えば、特許文献１の図３参照）と比して、作業通路の専有面積を低減でき、その分単位面積当たりの収穫量をアップさせることができる。

特開２００４−１８７６１５号公報 特開２００５−４６０２５号公報

上記特許文献１、２に係る栽培装置は、従来の栽培装置と比して、単位面積当たりの収穫量アップの観点からは優れているものの、作業効率の観点からは何ら改善されていない。
すなわち、従来の栽培槽と作業通路とを交互に設けた構成の栽培装置について、作業者が栽培作業や収穫作業を行うには、一般に数十メートルにも連なる栽培槽に沿って歩行することを余儀なくされるが、上記特許文献１、２に係る栽培装置も同様に歩行しながらの作業を余儀なくされ、作業者への労働負担は相変わらず大きい。むしろ、一連の栽培槽の作業を終える毎に栽培槽を平行移動させて作業通路を形成しなければ次列の栽培槽の作業に着手できないことを考慮すると、従来の栽培装置より非効率的でその分作業者への労働負担は嵩むと言える。

このように、上記特許文献１、２を含めた従来の栽培装置は、作業者が栽培作業や収穫作業を行うには、数十メートルにも連なる栽培槽の数（列）に比例した距離を作業者が歩行しなければならず、作業者の労働負担が大きいことはもとより、作業の進捗に大きな障害となり、労務費の負担も大きかった。

本発明の目的は、栽培槽をその長手方向に移動させることで、作業者はほとんど歩行することなく作業場所に居ながらにして栽培作業や収穫作業を行うことができ、しかも作業場所にレールを敷設しない構成を実現することにより作業効率を飛躍的に高めて作業者への労働負担を大幅に軽減できる、経済性に非常に優れた栽培装置を提供することにある。

上記背景技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る栽培装置は、栽培槽を搭載しレール上を走行する台車と、同レール上の台車を移動させる駆動部及び被駆動部からなる駆動機構とで構成される栽培装置であって、
作業場所を挟んだ左右の栽培エリアに、左右対称な配置にレールが敷設され、前記レール上を走行する台車は、少なくとも左右の栽培エリアに跨がる長さを有すること、
台車または栽培エリアのいずれか一方に駆動部が設置され、他方に被駆動部が設置され、台車は前記駆動機構により作業場所を通って左右の栽培エリアへ行き来することが可能な構成とされていることを特徴とする。

請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した栽培装置において、前記駆動部は、左右の栽培エリアの地面上にそれぞれ設置され、前記駆動部により駆動される被駆動部は、少なくとも左右の駆動部に跨る長さを有し、前記レールと平行な配置で台車に設置されており、前記駆動部により被駆動部を駆動させてレール上の台車を走行させる構成とされていることを特徴とする。

請求項３に記載した発明は、請求項２に記載した栽培装置において、前記駆動部はモータ駆動装置で駆動されるピニオンであり、少なくとも作業場所を挟んで左右のレールの作業場所寄りの端部にそれぞれ設置されていること、
前記被駆動部は前記ピニオンに噛み合うラックであり、前記台車の下側中央部のほぼ全長にわたって取り付けられていることを特徴とする。

本発明に係る栽培装置によれば、栽培槽を搭載した台車が作業場所の作業者へ向かって走行させる構成で実施することができるので、作業者は作業場所に居ながらにしてほとんど歩行することなく栽培作業、或いは収穫作業を行うことができる。そして、ある列の台車に搭載された栽培槽の作業を終えると次列の台車を走行させることによりスムーズに栽培作業等に着手できる。よって、作業者が栽培槽に沿って歩行することを余儀なくされた従来の栽培装置と比して、作業効率を飛躍的に高めて作業者への労働負担を大幅に軽減することができ、非常に経済的である。
また、作業場所にはレールを敷設することなく所謂バリアフリーで実施できるので、栽培作業に用いる作業用台車等を支障なく操作することができ、作業効率をさらに高めることができる。
さらに、栽培槽を搭載した台車を列毎に一方向へ移設できるので、図１に示した互い違いの配置にできることはもとより、図５Ａ〜Ｃに示した配置で栽培することもでき、日照等の作業環境に適した柔軟性に富む栽培を行い得る。

図１Ａ、Ｂは、本発明に係る栽培装置の全体図を示している。この栽培装置は、野菜・花卉類を栽培する複数の栽培槽７を搭載しレール２上を走行する台車１と、同レール２上の台車１を移動させる駆動部５及び被駆動部４からなる駆動機構とで構成され、作業場所（作業通路）Ｓを挟んだ左右の栽培エリア１１、１２に、左右対称な配置にレール２が敷設され、前記台車１上を走行する台車１は、少なくとも左右の栽培エリア１１、１２に跨る長さを有し、台車１または栽培エリア１１、１２のいずれか一方（図示例では栽培エリア１１、１２）に駆動部５が設置され、他方（図示例では台車１）に被駆動部４が設置され、台車１は前記駆動機構により作業場所Ｓを通って左右の栽培エリア１１、１２へ行き来することが可能な構成で実施されている（請求項１記載の発明）。
なお、本実施例では、前記駆動部５は、左右の栽培エリア１１、１２の地面上にそれぞれ設置され、前記駆動部５により駆動される被駆動部４は、少なくとも左右の駆動部５、５に跨る長さを有し（図４Ｂ参照）、前記レール２と平行な配置で台車１に設置されており、前記駆動部５により被駆動部４を駆動させてレール２上の台車１を走行させる構成とされている（請求項２記載の発明）。
ちなみに、本実施例では、前記駆動部５はモータ駆動装置６で駆動されるピニオン５であり、少なくとも作業場所Ｓを挟んで左右のレール２、２の作業場所Ｓ寄りの端部にそれぞれ設置して実施している（図１Ｂ、図４参照）。前記被駆動部４は、前記ピニオン５に噛み合うラック４であり、図２Ｂに示したように、前記台車１の下側中央部のほぼ全長にわたって取り付けて実施している（請求項３記載の発明）。

要するに、本発明に係る栽培装置は、作業者の労働負担を改善する観点から、栽培槽７を搭載した台車１を作業者へ向かって走行させる構成で実施することにより、作業者が作業場所Ｓ上の任意の場所に居ながらにしてほとんど歩行することなく栽培作業、或いは収穫作業を行い得る構成としている。

なお、図１Ａに係る栽培装置は、図示の便宜上、平面方向から見て、長方形状のハウス（ビニールハウス、又はガラス張りハウスを指す。以下同じ。）１０内に６台の台車１を列状に配置した構成としているが勿論これに限定されず、例えば６０ｍ×６０ｍ程度の規模のハウス１０内に１２０台程度の台車１を列状に配置して実施する場合もあるなど、ハウス１０の規模に応じた実施が可能であることは勿論である。
また、図１Ａに係る台車１は、隣接する列毎に互い違いの配置としているがこれに限定されず、図５Ａ〜Ｃに示したように、一側や中央に寄せるなど、日照等の栽培環境を考慮した配置で実施することもできる。

本発明に係る栽培装置に用いられる栽培槽７は格別新規ではなく、農園芸施設として稲作における苗の育成、野菜や花卉類の育成・栽培、および水耕栽培などに供される、従来から汎用されている栽培槽、栽培棚、或いはロックウールを利用した栽培器具などを指す。すなわち、本発明に用いられる栽培槽７は前記台車１に搭載可能なものであればよく、苗、野菜、花卉類の種別は問わない。ちなみに本実施例に係る栽培槽７は、養液栽培により生産されるパプリカを育成するための栽培器具を想定している。

前記栽培槽７を搭載した台車１は、図２Ａ、Ｂに示したように、周側枠と格子構造の底枠とをダブルパイプで構成したベースフレーム８が形成され、底枠上にエクスパンドメタルを張って支持力をもたせ、底枠の下面側には、前記レール２上に沿って転動する複数のコロ３が、台車１を安定した状態で支持するのに好適な配置で、コロ支持脚９を介して取り付けられている。

前記台車１を支持して移動させるレール２は、図２Ｂに示したように、２本１組として１台の台車１を支持する構成で、作業場所Ｓに利用する部位を除き、左右の栽培エリア１１、１２に同一直線状の配置で敷設されている。
ちなみに、本実施例に係るレール２には等辺山形鋼が用いられている。勿論、前記レール２は等辺山形鋼に限定されるものではなく、使用するコロ３の種別に応じて適宜設計変更可能である。
なお、本実施例では、前記レール２における作業場所Ｓへのアプローチ部分１１ａ、１２ａを、台車１が確実に作業場所Ｓを通過するように、レール２の頂部が露出する程度に盛土して作業場所Ｓとほぼ同等レベルとする工夫が施されている。

ここで、前記台車１の大きさ等について説明する。本実施例では、台車１の外殻を構成する周側枠の幅は４５ｃｍ〜５０ｃｍ程度、全長は２５ｍ程度の大きさで実施している。作業場所Ｓの幅は１５０ｃｍ程度としている。当該作業場所Ｓを挟み両側に敷設されたレール２はそれぞれ、その全長が２６ｍ程度で、２本１組（一対）のレール２、２を４０ｃｍ程度の間隔をあけて平行に敷設している。隣接する２本１組のレール２、２との間隔は、栽培する野菜等が干渉しない程度（１５〜２０ｃｍ程度）の間隔をあけて平行に敷設している。

また、前記台車１は、図２と図３に示したように、その下側中央部に、ラック４が、前記レール２、２と平行な配置で台車１のほぼ全長にわたって取り付けられており、前記ラック４と噛み合うピニオン５は、モータ駆動装置６で回転する機構で、所定の深さ掘削した地面上に設置されている。
本実施例に係るピニオン５は、２本１組のレール２、２毎に、移設作業を合理的に行うべく、当該レール２、２の作業場所Ｓ寄りの端部に１機ずつ設置して実施しているが、設置部位および設置個数は勿論これに限定されず、栽培槽７を搭載した台車１の総重量、形態等を考慮して適宜設計変更可能である。また、本実施例では、ピニオン５を回転させる手段としてチェーン駆動式のモータ駆動装置６を用いて実施しているが勿論これに限定されず、ピニオン５を回転可能な駆動装置であればその構造は問わない。

かくして、本発明に係る栽培装置は、栽培槽７を搭載した台車１について、図１Ａ、Ｂ中の左方の栽培エリア１１側に寄せた台車１については、収穫作業（又は栽培作業）の際には、図２Ａに示した状態からモータ駆動装置６によりピニオン５を右回りに駆動（回転）させて、同ピニオン５に噛み合うラック４を右側へ移動させることにより、前記台車１が、図４Ａ→図４Ｂ→図４Ｃと段階的に示したように、レール２、２上に沿って作業場所Ｓを通過して、右方の栽培エリア１２側の対応するレール２、２へ向かって進むと、右方の栽培エリア１２側のピニオン５の前方に設置されているセンサー（図示は省略）により正・逆回転が切替えられるモータ駆動装置６の同期回転が始まり、そのまま進むと、右方のピニオン５と台車１のラック４が噛み合って、今度は右方の駆動機構で移設（走行）が行われる。もちろん、右方の駆動機構に受け渡されたときには、センサーの信号で左方のモータ駆動装置６の回転が止まる制御は行っている。左右両方のモータ駆動装置６を動かしてもよいが、左右のトルク配分等制御が複雑になるので、最も簡単な構成で実施している。
一方、図１Ａ、Ｂ中の右方の栽培エリア１２側に寄せた台車１については、収穫作業（又は栽培作業）の際には、図３に示した状態からモータ駆動装置６によりピニオン５を左回りに駆動（回転）させて、同ピニオン５に噛み合うラック４を左側へ移動させることにより、前記台車１を、図４Ｃ→図４Ｂ→図４Ａと段階的に示したように、レール２、２上に沿って作業場所Ｓを通過させて、左方の栽培エリア１１側の対応するレール２、２へ向かって上記と同様の手段で移設（走行）させることができる。

ちなみに、作業場所Ｓ上はバリアフリーの観点からレール２を敷設しないで実施しているが、台車１の長さ（２５００ｃｍ程度）に対して作業場所Ｓの幅が１５０ｃｍ程度と非常に短く台車１に十分な剛性があることから、当該台車１は作業場所Ｓを対応したレール２へと一直線に進み、スムーズに横断することができ、他側に敷設したレール２へ確実に移設させることができる。

なお、前記台車１を一側から他側へ走行させる速度は、苗、野菜、花卉類の種別に応じた作業内容を考慮して適宜制御される。例えば、ある一定の速度で走行させつつ収穫作業等を行う場合もあるし、作業場所Ｓの幅毎に断続的に走行させて収穫作業等を行う場合もある。
また、前記台車１を移動させる駆動機構について、前記ラック４を地面側に設置し、同ラック４に噛み合うピニオン５を台車１側に設けても同様に実施することができる。この場合、台車１の長さは、左右の栽培エリア１１、１２に敷設されるラック４へ跨る長さに設定される。ちなみに、前記駆動機構は所謂ラック・ピニオン機構に限定されず、台車１を安定した状態で左右の栽培エリア１１、１２を行き来することができる構成であればよい。例えば、本出願人が先に出願した特開２００２−３０２２２９に係る公開公報のような、所謂往復動コンベアを利用すれば同様に台車１を動かすことは可能である。

このような構成で実施することにより、本発明に係る栽培装置は、栽培槽７を搭載した台車１が作業場所Ｓ上の作業者へ向かって走行させる構成で実施することができるので、作業者は作業場所Ｓ上に居ながらにしてほとんど歩行することなく、栽培作業、或いは収穫作業を行うことができる。そして、ある列の台車１に搭載された栽培槽７の作業を終えると次列の台車１を走行させることによりスムーズに栽培作業等に着手できる。よって、本発明に係る栽培装置は、作業者が栽培槽７に沿って歩行することを余儀なくされた従来の栽培装置と比して、作業効率を飛躍的に高めて作業者への労働負担を大幅に軽減することができ、非常に経済的である。

以上に実施形態を図面に基づいて説明したが、本発明は、図示例の実施形態の限りではなく、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更、応用のバリエーションの範囲を含むことを念のために言及する。
例えば、図６に示したように、一側から他側への台車１の移設作業をスムーズに行わしめるべく、作業場所Ｓ寄りのレール２の先端部を先細のテーパ状に形成する等の工夫は適宜行われる。また、本発明に係る栽培装置の栽培作業、或いは収穫作業は、作業場所Ｓを一側から他側へ向かって一人（又は一組）の作業員で行うこともできるし、両端部側から中央部に向かって二人（又は二組）の作業員で同時期に行い、作業時間の短縮化（約１／２）を図ることもできる。

Ａは、本発明に係る栽培装置の全体構造を概略的に示した平面図であり、Ｂは、同立面図である。 台車の構造について、図１Ｂのｘ−ｘ線を拡大して示した立面図であり、Ｂは同側面図である。 台車の構造について、図１Ｂのｙ−ｙ線を拡大して示した立面図である。 Ａ〜Ｃはそれぞれ、台車が作業場所を跨いで走行する工程を段階的に示した立面図である。 Ａ〜Ｃはそれぞれ、ハウス内の台車の配置のバリエーションを示した平面図である。 レールの形状のバリエーションを示した立面図である。

符号の説明

１ 台車
２ レール
３ コロ
４ ラック
５ ピニオン
６ モータ駆動装置
７ 栽培槽
８ ベースフレーム
９ コロ支持脚
１０ ハウス
１１、１２ 栽培エリア
Ｓ 作業場所

Claims (3)

1. 栽培槽を搭載しレール上を走行する台車と、同レール上の台車を移動させる駆動部及び被駆動部からなる駆動機構とで構成される栽培装置であって、
   作業場所を挟んだ左右の栽培エリアに、左右対称な配置にレールが敷設され、前記レール上を走行する台車は、少なくとも左右の栽培エリアに跨がる長さを有すること、
   台車または栽培エリアのいずれか一方に駆動部が設置され、他方に被駆動部が設置され、台車は前記駆動機構により作業場所を通って左右の栽培エリアへ行き来することが可能な構成とされていることを特徴とする、栽培装置。
2. 前記駆動部は、左右の栽培エリアの地面上にそれぞれ設置され、前記駆動部により駆動される被駆動部は、少なくとも左右の駆動部に跨る長さを有し、前記レールと平行な配置で台車に設置されており、前記駆動部により被駆動部を駆動させてレール上の台車を走行させる構成とされていることを特徴とする、請求項１に記載した栽培装置。
3. 前記駆動部はモータ駆動装置で駆動されるピニオンであり、少なくとも作業場所を挟んで左右のレールの作業場所寄りの端部にそれぞれ設置されていること、
   前記被駆動部は前記ピニオンに噛み合うラックであり、前記台車の下側中央部のほぼ全長にわたって取り付けられていることを特徴とする、請求項２に記載した栽培装置。

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