JP5828525B2

JP5828525B2 - 温室の内屋根昇降システム

Info

Publication number: JP5828525B2
Application number: JP2013260844A
Authority: JP
Inventors: 輝幸三浦; 孝幸石原
Original assignee: 有限会社川西種苗店
Priority date: 2013-12-18
Filing date: 2013-12-18
Publication date: 2015-12-09
Anticipated expiration: 2033-12-18
Also published as: JP2015116145A

Description

本発明は、温室の内屋根昇降システムに関するものである。

従来ビニールハウス、ガラス温室等の温室は、日中は太陽熱による室温上昇が確保されるが、特に冬場の夜間などは放射冷却により内部が急激に冷え込む。そこで、気温低下が栽培植物の成長に悪影響を及ぼすことを防ぐ為に温室内をボイラー暖房等によって暖めることが行われている。

しかしながら、とりわけ大規模室内園芸において温室は屋根が高く大容積であり、地表付近で暖められた空気は対流によって上昇し温室屋根から散逸し続けるので、夜間地表付近の栽培植物の周囲の空気を一定温度以上に維持するためには膨大なエネルギーとコストがかかる。

そこで、保温性を高めることを目的として、温室内に二重構造の保温カーテンを設け、カーテンの開閉および昇降フレームの昇降により保温空間を限定する技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。しかしながら、ここでの昇降フレームの昇降は、昇降フレームを吊り下げたワイヤーを温室頂部に設けたガイドローラに架けわたしたうえで、巻き取りドラムに取り付け、この巻き取りドラムの正逆回転によるワイヤーの巻き取りまたは引きだしによって実現されるものであり、ローラを３個使用した昇降機構が複雑であるうえ、ワイヤーが摩耗した場合の架け替えやメンテナンスが容易でないという問題がある。

特開２００１−２９９１１０号公報

本発明の目的は、上記現状に鑑み、簡素でメンテナンス容易な構成を備え、保温すべき空間を最小限に抑えることが可能な温室内システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた本発明の１つの側面は、温室の支柱間に渡された梁または水平材によって、棟方向に延びるシャフトを回転可能な状態で支持し、該シャフトの正逆回転によって鉛直方向に延びる吊り下げ部材を上下動させることで、該吊り下げ部材に宙吊りされた保温用の内屋根を昇降させ、栽培植物の手入れ作業をすべき時には作業者の身長より高く持ち上げ、保温すべき時には栽培植物の背丈近くまで降下させることが可能な温室の内屋根昇降システムであって、内屋根は、温室の棟方向に沿って中央パイプが背骨状に延び、中央パイプに支持されて弓状パイプが肋骨状に延び、さらに弓状パイプの端部同士を結ぶように水平パイプが渡されることで骨組みを形成しており、中央パイプと弓状パイプとによって画される内屋根面には被覆可能な上部シートを備え、温室の棟方向に沿って支柱間に渡された桁または水平材には、左右一対で滑車が取り付けられ、該滑車の各々に架けられたワイヤーの一端は、棟方向に延びる水平パイプに接続され、他端は、引っ張り部材に接続されており、該引っ張り部材は、左右一対でシャフトを上下から挟み込むように配置され、挟み込む面に凹凸を有しており、該凹凸がシャフトに設けられた別個のカムにそれぞれ噛み合うことで、シャフトの正逆回転にワイヤーの上げ下げが連動し、水平パイプを両側から昇降するシステムである。本構成は、支柱間の比較的低い位置に渡された梁または水平材を利用する簡素でメンテナンス性に優れたシステムであり、夜間や夏期日中には保温すべき空間を植物の生育の都合のみを配慮してできる限り小さく限定して温室栽培における暖房効率や冷房効率の向上を図ることができ、作業時には作業に必要な最低限度の高さで作業を行うことで温度変化を抑制することもできる。また、本構成を備えることにより、梁に支持されたシャフトの正逆回転によって吊り下げ部材を上下動させる際に内屋根の骨組みに揺動（横揺れ）が発生した場合でもすぐに揺動を減衰し、安定した姿勢で内屋根を上下動させることができる。また、吊り下げ部材が一定高さで停止した状態で内屋根の骨組みに揺動（横揺れ）が発生した場合でもすぐに揺動を減衰し、安定姿勢を保持することができる。

上記発明において、吊り下げ部材の上下動は、シャフトに設けられたカムと吊り下げ部材に形成した凹凸とを相互に噛み合わせることで実現されていることが好ましい。これにより、安定かつ確実な昇降が可能になる。

上記発明において、吊り下げ部材の主面には鉛直方向上下に位置調整が可能なピンが突き出ており、さらにピンの下方の所定高さ位置には水平バーを設けてあり、ピンが吊り下げ部材の降下によって水平バーに接触するとシャフトの動力源が切れる機構を備えていることが好ましい。これにより、通常栽培している植物とそれより背丈が高い植物とを混ぜて栽培する必要が生じた場合でも、日中明るいうちに、ピンの位置を背丈が高くなった分だけ低く調整しておくことで、ピンが水平バーに接触しシャフトが停止する内屋根の高さ位置は通常時に比べて高くなることから、作業者が作業を終えて帰る際、室内が暗い状態で内屋根の降下作業を行った場合でも、背丈の高い植物を傷つける心配がなくなる。

上記発明において、上部シートの棟方向に沿った端部には巻き取りロールが固定されており、弓状パイプに設けられた巻き取り装置が、弓状パイプの端部と最上部との間を移動する間に、巻き取りロールを回転可能に支持した状態で正逆回転することで、上部シートを巻き上げまたは敷き広げる構成を備えていることが好ましい。これにより、保温すべき時に内屋根面を完全に被覆することができ、保温カーテンを用いる従来の構成に比べて保温性が格段に向上する。

上記発明において、骨組みの周縁部は、縁部シートで覆われており、上部シートは縁部シートと端部同士が重なりあうことで内屋根面全体を被覆可能な大きさとなっており、弓状パイプにおける縁部シートの端部付近には、段差を形成する部材が取り付けてあり、上部シートが内屋根面に敷き広げられる際に巻き取りロールがこの段差に乗り上げ落下することが好ましい。弓状パイプの傾斜が緩やかな場合、内屋根面に上部シートを敷広げていく際に、巻き取りロールが湾曲してしまい、巻き取りロールの端部が縁部シートを完全に覆っても巻き取りロールの中央部付近では縁部シートを完全に覆いきれていないといった事態が生じることがあったが、本構成のように、弓状パイプにおける縁部シートの端部付近に段差を設けることで、上部シートを敷広げていく際、巻き取りロールの端部が弓状パイプ上の段差に乗り上げ落下するが、この落下する力に引っ張られて巻き取りロールの中央部付近もこの段差を乗り越え落下するように付勢されるので、結果的に内屋根面を縁部シートと上部シートとで完全に被覆することができる。

上記発明において、巻き取りロールには、径を大きくする部材が長手方向に間隔をあけて断続的に巻き付けられていることが好ましい。巻き取りロールの径が一定であると、上部シートを巻き取っていく際に生じる皺が雪だるま式に大きくなり、やがて皺の影響が巻き取りロールの長手方向全体に波及し、巻き取りが困難になる場合があるが、本構成のように所々に可撓性部材を巻き付けておくことで、皺の影響を径が小さい部分に可能な限り留めて（応力を吸収させて）、皺の影響が巻き取りロールの長手方向全体に波及することを抑制することができる。

本発明によれば、内屋根を栽培植物の背丈上端付近まで可能な限り近づけることで、夜間の放射冷却時に暖房すべき空間または夏期ヒートポンプにより冷却すべき空間を極限まで小さくすることができ、温室栽培における暖房効率や冷房効率の向上が可能となる。

実施例１の温室の内屋根昇降システムの全体構造を示す断面図である。図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。実施例１のシステムを俯瞰した斜視図である。実施例１のシステムの昇降機構を示す拡大正面図である。図４のＶ−Ｖ断面図である。実施例１のシステムにおける巻き取りロールの構成態様を示す模式図である。実施例１のシステムにおける内屋根への段差を形成する部材の取り付け態様を示す模式図である。図２のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図である。

本発明を実施するための形態について以下に図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係る温室の内屋根昇降システム１を温室１０の棟方向（桁方向）に垂直な断面で見た図である。本実施形態における温室１０は、支柱３と、該支柱３によって支持された片流れ型の外屋根５とによって連棟で構成されたガラス温室である。支柱３は、図２に示すように、棟方向に沿って所定の間隔を開けて配置されており、連棟の各棟は、保温性を高めるため、棟方向に沿って支柱３間に水平に配される軒桁から垂下するビニールカーテン７で区画されている。連棟の各棟の地面４には、図３に示すように、作業に適した高さに栽培植物を載置する台９が棟方向に沿って複数列延びている。図示しないボイラーによって加熱された温水は、地下を通って給水管１１に供給され、分水管１３の内部を満たし、分水管１３から棟方向に沿って複数列延びる伝熱管１２の内部を流れる。伝熱管１２には熱伝導が良い管が採用されており、これによって台９の上に載置される栽培植物の周囲の空間領域６を暖めることができる。

図１に示すように、温室１０の支柱３の間には、一般家屋でいう梁に相当または類似する水平材２が架け渡されている。水平材２の下端には、図４に示すように軸受け１７が固定され、この軸受け１７にシャフト１９が挿入され、シャフト１９はさらに、図面奥にある別の水平材によって支持された軸回転装置２１内にも挿入されることで棟方向に延びている。軸回転装置２１は駆動用モータ２０を備え、駆動用モータ２０は、極性反転可能な電源（図示せず）に接続されている。シャフト１９の端部に近い側（水平材２より手前）には、カム２５と該カム２５を挟み込む２枚の姿勢保持部材３３とを備えている。２枚の姿勢保持部材３３は、概ねブーメランのような形状を有し、両端および屈曲部の３点で図５に示すようにスペーサ３１を介してビス３２で固定されており、形成された空隙には吊り下げ部材２２が挿入されている。吊り下げ部材２２は、図４に示すように概ね平板矩形状で、梁または水平材２の高さ、植物の載置台９の高さおよび外屋根５の高さを考慮した所定の長さを有している。吊り下げ部材２２の側面には、波型の凹凸２３が形成されており、該凹凸２３がシャフト１９のカム２５と噛み合っている。吊り下げ部材２２の凹凸の形状としては他に、下面が水平で上面が先端から谷部にかけて上り傾斜した鋸歯形状を採用することもできる。姿勢保持部材３３は、シャフト１９の相対的な回転を許容しつつシャフト１９によって支持されており、カム２５の主面および吊り下げ部材２２におけるカム２５と噛み合う部分を覆うことで、吊り下げ部材２２の鉛直姿勢を保っている。

吊り下げ部材２２は、長手方向に沿った任意の位置でピンチ２４によって挟めるようになっており、ピンチ２４の挟み込み面からはピン２６が突き出ている。さらにピン２６の下方の水平材２の高さ位置近傍には水平方向に延びるバー２８を設けており、バー２８は荷重センサー３８と関係づけられ、荷重センサー３８は駆動用モータ２０の電源スイッチのオンオフと関係づけられている。斯かる構成を備えることで、ピン２６が吊り下げ部材２２の降下によってバー２８と接触し一定の荷重を受けたことを感知した荷重センサー３８は、駆動用モータ２０の電源スイッチを遮断する電気信号を送るようになっている。

吊り下げ部材２２の下端には、ワイヤー２９を介して、栽培植物を載置する複数列の台９を上から包囲できる大きさの内屋根４０が吊り下げられている。内屋根４０は、図２または図３に示すように、温室の棟方向に沿って背骨状に延びる中央パイプ４１と、中央パイプ４１に支持されて肋骨状に延びる弓状パイプ４３と、弓状パイプ４３の端部４４同士を結ぶように渡された水平パイプ４５と、水平パイプ４５のうち、内屋根４０の梁となるパイプから垂直に延びて弓状パイプ４３を下から支持する支持パイプ４７とで骨組みが形作られている。吊り下げ位置は、中央パイプ４１の図２の実線丸印で示した位置である。

骨組みの周縁部は、縁部シート５１で覆われており、中央パイプ４１と弓状パイプ４３とによって画される内屋根面４２（曲面）は、上部シート５３によって被覆可能になっている。上部シート５３は、一辺が中央パイプ４１に固定され、弓状パイプ４３の端部４４に向かって左右に拡がる２枚組みの四角形シートであり、完全に敷き広げたときに対辺が縁部シート５１と重なりあうことで内屋根面４２の全体を被覆可能な大きさを有している。縁部シート５１および上部シート５３の材質に特に制約はなく、例えば、ポリオレフィン、塩化ビニル（農ビ）、ポリビニルアルコール等を採用することができる。

上部シート５３の上記対辺には巻き取りロール６０が固定されている。巻き取りロール６０には、図６に示すように、ロール径を大きくする目的で、ポリウレタン製マット６２が長手方向に間隔をあけて断続的に巻き付けられている。ロール径を大きくする部材の材質には特に制約はないが、可撓性で弾力性がある軟質の部材であることが好ましい。

図３に示すように、最も外側の弓状パイプ４３には、連動する一対の巻き取り装置６１を備えている。巻き取り装置６１は、弓状パイプ４３を把持するガイド部材６３と、巻き取りロール６０を回転可能に支持する軸受け６５とを有している。ガイド部材６３は、シャフト１９の回転とは全く無関係に、弓状パイプ４３の端部４４と最上部４８との間を移動することができ、この間に、巻き取り装置６１は、移動距離に応じた長さ分の上部シート５３を巻き上げまたは敷き広げるように、巻き取りロール６０を正逆回転することができる。なお、本実施形態において巻き取り装置６１は、１つの弓状パイプ４３に２台設けており、これらは互いに無関係に弓状パイプ４３上の移動と巻き取りロール６０の正逆回転とを行うことができる。

本実施形態ではまた、図７に示すように、段差を形成する短パイプ４６が、弓状パイプ４３における縁部シート５１の端部付近に、弓状パイプ４３と交差するように載置されて、１本の太い針金を折り曲げて作製したスロープ形成金具５４によって弓状パイプ４３に巻き付けるように取り付けてある。スロープ形成金具５４と弓状パイプ４３の側面との間には１本の細い針金を折り曲げて作製したシート止め金具５２が挟み込まれており、シート止め金具５２は縁部シート５１を上から弓状パイプ４３に押しつけている。

本実施形態ではまた、図８に示すように、温室１０の棟方向に沿って支柱３間に渡された桁または水平材に左右一対で滑車１５が取り付けられている。左右一対の滑車１５の各々に架けられたワイヤー１４の一端は、内屋根４０の水平パイプ４５に図２の破線丸印で示した位置で接続され、他端は、引っ張り部材１６に接続されている。引っ張り部材１６は、左右一対でシャフト１９を上下から挟み込むように配置されている。引っ張り部材１６は、シャフト１９を挟み込む側面に凹凸２７を有しており、該凹凸２７がシャフト１９に設けられた別個のカム３５、３７にそれぞれ噛み合うように構成している。ここでシャフト１９に取り付けるカム３５，３７としては、上述した吊り下げ部材２２に噛み合うカム２５と同一のカムを用いており、引っ張り部材１６の凹凸２７も吊り下げ部材２２の凹凸２３と同一形状にしている。

以上のように構成することで、次のような作用をもたらす。
すなわち、散水等で栽培植物の手入れ作業をすべき時には、シャフト１９を正方向（時計回り）に回転させることで、カム２５が吊り下げ部材２２の凹凸と噛み合い、姿勢保持部材３３によってカム２５と吊り下げ部材２２とのシャフト長手方向に沿った相対的な位置ずれを規制しつつ、吊り下げ部材２２を鉛直上方に安定的に上昇させる。これと同時にカム３５，３７も正方向回転を開始し、左右一対の引っ張り部材１６がワイヤー１４を引っ張る。吊り下げ部材２２を上昇させる力とワイヤー１４を引っ張る力とが内屋根４０に働く重力に抗する程度で同時に働き、内屋根４０を２点鎖線に示す作業者の身長より高い位置まで等速かつ安定姿勢で持ち上げる。これと同時にまたは前後して、弓状パイプ４３に設けられた巻き取り装置６１が、弓状パイプ４３の最上部４８に向かって移動しつつ上部シート５３を巻き上げる方向に巻き取りロール６０を回転させる。
一方、保温すべき時には、シャフト１９を逆方向（反時計回り）に回転することで、吊り下げ部材２２を下降させる力とワイヤー１４を送り出す力とが同時に働き、内屋根４０を実線に示す位置、すなわち栽培植物の背丈近くまで降下させる。これと同時にまたは前後して、弓状パイプ４３に設けられた巻き取り装置６１が、弓状パイプ４３の両端部４４に向かって移動しつつ上部シート５３を敷き広げる方向に巻き取りロール６０を回転させる。そして、巻き取り装置６１が弓状パイプ４３における縁部シート５１の端部付近まで近づくと、巻き取りロール６０の端部付近は、スロープ形成金具５４に沿って短パイプ４６によって形成された段差に乗り上げ落下する。この落下する力に引っ張られて巻き取りロール６０の中央部付近も段差を乗り越えて落下する結果、縁部シート５１と上部シート５３とが重ね合わされた状態となり、内屋根面４２を完全に被覆することができる。これにより、熱せられた空気が対流する空間領域６を最小限に制限し、栽培植物近傍のみを効率的に保温することができる。
なお、内屋根４０の高さ位置によらず、日中の温度上昇時、換気が必要な時、植物や土壌から発生し内屋根４０の内部にこもった湿気の除湿乾燥が必要な時等は、巻き取り装置６１を弓状パイプ４３の最上部４８に向かって移動させつつ上部シート５３を巻き取る方向に巻き取りロール６０を回転させればよい。

以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内においてさらに種々の形態で実施することができる。例えば、外屋根の形状には特に制約はなく、棟方向に垂直な断面視で丸屋根型、フェンロー型、両屋根型等を採用することができる。また、暖房方式としては、温水暖房を採用しているがこれに限定されず、温風暖房を採用することもできる。

本発明は、栽培植物の載置テーブル下側から暖房する温室内で特に好適に利用することができる。

１温室の内屋根昇降システム
２水平材
３支柱
４地面
５外屋根
６空間領域
７ビニールカーテン
９台
１０温室
１１給水管
１２伝熱管
１３分水管
１４ワイヤー
１５滑車
１６引っ張り部材
１７軸受け
１９シャフト
２０駆動用モータ
２１軸回転装置
２２吊り下げ部材
２３，２７凹凸
２４ピンチ
２５，３５，３７カム
２６ピン
２８バー
２９ワイヤー
３１スペーサ
３２ビス
３３姿勢保持部材
３８荷重センサー
４０内屋根
４１中央パイプ
４２内屋根面
４３弓状パイプ
４４弓状パイプの端部
４５水平パイプ
４６短パイプ
４７支持パイプ
４８弓状パイプの最上部
５１縁部シート
５２シート止め金具
５３上部シート
５４スロープ形成金具
６０巻き取りロール
６１巻き取り装置
６２ポリウレタン製マット
６３ガイド部材

Claims

温室の支柱間に渡された梁または水平材によって、棟方向に延びるシャフトを回転可能な状態で支持し、該シャフトの正逆回転によって鉛直方向に延びる吊り下げ部材を上下動させることで、該吊り下げ部材に宙吊りされた保温用の内屋根を昇降させ、栽培植物の手入れ作業をすべき時には作業者の身長より高く持ち上げ、保温すべき時には栽培植物の背丈近くまで降下させることが可能な温室の内屋根昇降システムであって、
内屋根は、温室の棟方向に沿って中央パイプが背骨状に延び、中央パイプに支持されて弓状パイプが肋骨状に延び、さらに弓状パイプの端部同士を結ぶように水平パイプが渡されることで骨組みを形成しており、
中央パイプと弓状パイプとによって画される内屋根面には上部シートを被覆可能な状態で備え、
温室の棟方向に沿って支柱間に渡された桁または水平材には、左右一対で滑車が取り付けられ、
該滑車の各々に架けられたワイヤーの一端は、棟方向に延びる水平パイプに接続され、他端は、引っ張り部材に接続されており、
該引っ張り部材は、左右一対でシャフトを上下から挟み込むように配置され、挟み込む面に凹凸を有しており、該凹凸がシャフトに設けられた別個のカムにそれぞれ噛み合うことで、シャフトの正逆回転にワイヤーの上げ下げが連動し、水平パイプを両側から昇降するシステム。
吊り下げ部材の上下動は、シャフトに設けられたカムと吊り下げ部材に形成した凹凸とを相互に噛み合わせることで実現されている請求項１に記載の温室の内屋根昇降システム。
吊り下げ部材の主面には鉛直方向上下に位置調整が可能なピンが突き出ており、さらにピンの下方の所定高さ位置には水平バーを設けてあり、ピンが吊り下げ部材の降下によって水平バーに接触するとシャフトの動力源が切れる機構を備えている請求項１または請求項２に記載の温室の内屋根昇降システム。
上部シートの棟方向に沿った一端には巻き取りロールが固定されており、
弓状パイプに設けられた巻き取り装置が、弓状パイプの端部と最上部との間を移動する間に、巻き取りロールを回転可能に支持した状態で正逆回転することで、上部シートを巻き上げまたは敷き広げる、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の温室の内屋根昇降システム。
骨組みの周縁部は、縁部シートで覆われており、
上部シートは縁部シートと端部同士が重なりあうことで内屋根面全体を被覆可能な大きさとなっており、
弓状パイプにおける縁部シートの端部付近には、段差を形成する部材が取り付けてあり、上部シートが内屋根面に敷き広げられる際に巻き取りロールがこの段差に乗り上げ落下する請求項４に記載の温室の内屋根昇降システム。
巻き取りロールには、径を大きくする部材が長手方向に間隔をあけて断続的に巻き付けられている請求項４または請求項５に記載の温室の内屋根昇降システム。