JP5994162B1 - 多段式植物栽培棚 - Google Patents

Abstract

【課題】組み立てや撤去・移設が容易且つ安価であると共に、作業員の作業が容易且つ安全な多段式植物栽培棚を提供する。【解決手段】接地面から垂直方向に延びる支柱１１１を配置すると共に、隣接する支柱１１１間に、水平方向に延びる複数本の梁部材１１２を架設することで、骨組構造１１０を組み立てる。これらの梁部材１１２は、各梁部材１１２に設けたクサビ部材１１２ｂを支柱１１１のクサビ受け部材１１１ｃに係合させることで、その支柱１１１に係止される。更に、梁部材１１２に跨がって複数のデッキ１２１を架設し、それらデッキ１２１上に栽培槽１２２を設置する。栽培槽１２２の周囲には、所定段の栽培槽１２２毎に、作業通路部１３１や槽間通路部１３２が設けられる。各段の作業通路部１３１の間には、それぞれ階段部１４０が設けられる。【選択図】図１

Description

この発明は、青果物等の植物を屋内で栽培するための多段式植物栽培棚に関する。

近年、屋内で大規模に野菜等を栽培する施設が増加している。このような施設は、一般に、植物工場と称されている。植物工場には、天候や害虫の影響を減らして、安定して植物を栽培できるという長所がある。

また、このような植物工場を建造する際に、倉庫や、一般製造業者の工場（例えば半導体工場）等として使用されていた施設を利用する例が、知られている。倉庫等の施設を利用することにより、植物工場の建設コストを低減できるからである。

ここで、植物工場では、限られた床面積で、その収穫高を可能な限り増やすために、多段式の栽培棚を使用することがある。このような多段式の植物栽培棚としては、例えば下記特許文献１に開示されたものが知られている。

特許文献１では、複数の支柱や梁部材を用いて、ラック形式の植物栽培棚を構築している。また、植物栽培棚の、作業員の手が届かないような高段部分に栽培容器を搬入出するために、昇降リフトが設置されている。

特開２０１４−１３２８４７号公報

従来の多段式植物栽培棚では、例えば鉄鋼製の支柱と梁部材とを、ボルト或いは溶接等で固定していた。

しかしながら、植物栽培棚の寸法が非常に大きいために支柱や梁部材の本数が非常に多い場合には、全ての梁部材をボルト・溶接で支柱に固定する作業は、その作業負担が大きく、植物工場の建設費用を増大させる要因になる。

また、老朽化等の理由で植物工場を閉鎖する場合等、植物栽培棚の解体や移設が必要になったときにも、支柱に棒部材がボルト・溶接等で固定されていると、その解体・移設費用が高額になる。特に、倉庫等として使用されていた古い施設に植物工場を建造する場合（上述）、比較的短期に植物工場を閉鎖等する可能性が有るため、植物栽培棚の解体・移設費用の増大は、非常に大きな経営負担となる。

加えて、特許文献１の植物栽培棚では、大規模な昇降リフトを床面に設置しており、この点も、植物工場の建設費用や撤去・移設費用を増大させる要因となっている。

更には、特許文献１の植物栽培棚では、高段部分の栽培容器を作業員が直接観察したいような場合には、高所作業車等が必要となる。このため、植物工場の運用費用を増大させるだけでなく、その観察作業等の作業負担が大きくなると共に、作業員が危険であるという欠点があった。

この発明の課題は、建設や撤去・移設が容易且つ安価であると共に、作業員の作業が容易且つ安全な多段式植物栽培棚を提供することにある。

かかる課題を解決するために、請求項１の発明は、複数段の栽培フロアを略垂直方向に配列する多段式植物栽培棚であって、略垂直方向に延びる複数本の支柱を配置すると共に、隣接する該支柱間に、略水平方向に延びる梁部材を複数本ずつ架設した、骨組構造を有し、それぞれの前記梁部材は、該梁部材に設けたクサビ部材を前記支柱に設けたクサビ受け部材に係合させることで、該支柱に係止され、それぞれの前記栽培フロアには、隣接する前記梁部材間に複数の栽培槽支持部材を架設することにより、植物栽培槽を載置するための栽培槽設置部が、１個又は複数個ずつ設けられ、且つ、所定段の前記栽培フロア毎に、前記栽培槽設置部に隣接する領域の、複数の前記梁部材に跨がって、作業員が上に乗って作業するための通路部が設けられ、これにより、前記骨組構造の前記支柱が構成する外枠部よりも内側に、全ての前記栽培槽設置部及び全ての前記通路部が一体に形成された、ことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載の構成に加えて、前記通路部は、前記梁部材に架設された足場支持部材と、該足場支持部材上に設置された踏み板部材とを備えることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加えて、異なる段の前記作業通路部間を移動するための階段部を更に備え、前記骨組構造を用いて、全ての前記栽培槽設置部、全ての前記通路部及び全ての前記階段部が一体に形成されたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、支柱と梁部材とを用いた骨組構造を用いて多段式植物栽培棚を構成すると共に、梁部材を支柱に架設する際に梁部材のクサビ部材を支柱のクサビ受け部材に係合させる構造としたので、多段式植物栽培棚の組立や解体が非常に容易且つ安価である。

加えて、請求項１の発明によれば、所定段の栽培フロア毎に作業通路部を設けたので、この植物栽培棚の高段部分であっても、昇降リフトを用いずに、作業員が栽培状態を直接確認することや、栽培容器を搬入出することが可能になる。

請求項２の発明によれば、通路部を、梁部材に架設した足場支持部材と、その足場支持部材上に設置した踏み板部材とを用いて構成したので、作業通路部の構築や解体が容易である。

請求項３の発明によれば、異なる段の作業通路部の間に階段部を設けたので、下段の作業通路部から上段の作業通路部へ作業員が容易に移動できる。

実施の形態１に係る多段式植物栽培棚の概略構成を示す斜視図である。 実施の形態１に係る多段式植物栽培棚の構成を概略的に示す平面図である。 実施の形態１に係る多段式植物栽培棚の構成を概略的に示す正面図である。 実施の形態１に係る多段式植物栽培棚の構成を概略的に示す側面図である。 （ａ）、（ｂ）は、実施の形態１に係る支柱の構成を概略的に示す斜視図、（ｃ）は、実施の形態１に係る梁部材の構成を概略的に示す正面図である。 実施の形態１に係る栽培槽の構成を概略的に示す斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）共に、実施の形態１に係る作業通路部の構成を示す斜視図である。 実施の形態１に係る多段式植物栽培棚の、槽間通路部の構成を概略的に示す斜視図である。

［発明の実施の形態１］
以下、この発明の実施の形態１について、この発明を水耕栽培用の多段式植物栽培棚に使用する場合を例に採り、図１〜図８を用いて説明する。

図１〜図４に示したように、この実施の形態１の多段式植物栽培棚１００は、骨組構造１１０と、栽培フロア１２０と、通路部１３０と、階段部１４０とを備えている。

骨組構造１１０は、複数の支柱１１１と、複数の梁部材１１２と、複数の筋交い部材１１３とを用いて構築される。

支柱１１１は、それぞれ、設置面の縦横方向に並べられて、固定される。それぞれの支柱１１１は、管状の本体部１１１ａを備えている。本体部１１１ａとしては、例えば炭素鋼鋼管を使用できる。

この本体部１１１ａの下端部付近には平板状のジャッキベース１１１ｂが設けられている。ジャッキベース１１１ｂは、本体部１１１ａを略鉛直状態に維持するための補助部材である。

また、これらの支柱１１１の本体部１１１ａには、それぞれ、所定間隔で、複数のクサビ受け部材１１１ｃが、例えば溶接等によって固定されている。図５（ａ）、（ｂ）に、クサビ受け部材１１１ｃの構造例を示す。図５（ａ）は、このクサビ受け部材１１１ｃをポケット型に形成した例であり、また、図５（ｂ）は、フランジ型に形成した例である。図５（ａ）、（ｂ）に示したように、支柱１１１の本体部１１１ａには例えば４個のクサビ受け部材１１１ｃが設けられ、これらのクサビ受け部材１１１ｃにはそれぞれクサビ挿通孔１１１ｄが設けられている。後述するように、これらのクサビ挿通孔１１１ｄの一部又は全部に、梁部材１１２に設けたクサビ部材１１２ｂ（図５（ｃ）参照）を差し込んでハンマーで打ち込むこと等により、そのクサビ受け部材１１１ｃとクサビ部材１１２ｂとが係合される。なお、クサビ受け部材１１１ｃとしては、図５（ａ）、（ｂ）に示した構造以外のものを使用してもよい。

梁部材１１２は、それぞれ、隣接する支柱１１１間に、高さ方向に、所定間隔で並べて配置されて、固定される。この梁部材１１２としても、例えば炭素鋼鋼管を使用できる。図５（ｃ）に示したように、梁部材１１２は、本体部１１２ａと、その本体部１１２ａの両端に設けられたクサビ部材１１２ｂとを備えている。そして、これらクサビ部材１１２ｂを、対応する支柱１１１のクサビ受け部材１１１ｃに上側から挿入して係合させることで、この梁部材１１２を支柱１１１間に支持・固定させることができる。なお、クサビ部材１１２ｂとしては、図５（ｃ）に示した構造以外のものを使用してもよい。

筋交い部材１１３は、支柱１１１及び梁部材１１２からなる構造物の変形を防止するための補強に使用される。この筋交い部材１１３としても、例えば炭素鋼鋼管を使用できる。図１に示したように、これらの筋交い部材１１３は、斜め方向に配置され、クランプ等の固定具１１３ａで、支柱１１１及び梁部材１１２に固定される。

骨組構造１１０の支柱１１１、梁部材１１２及び筋交い部材１１３としては、建設現場等で足場の組み立てに使用しているものを、そのまま使用することが可能である。

この骨組構造１１０には、複数の栽培フロア１２０が設けられる。そして、各栽培フロア１２０には、１個又は複数個ずつの栽培槽設置部が設けられる。この実施の形態１は、７段の栽培フロア１２０を設けると共に、各栽培フロア１２０に２個ずつの栽培槽設置部１２０を設けた例である（図３、図４等参照）。

それぞれの栽培槽設置部１２０ａは、「栽培槽支持部材」としての複数のデッキ１２１を備えている。この栽培槽設置部１２０ａには、１個の栽培槽１２２が設置され、更に、この栽培槽１２２には複数の水耕ベッド１２３が配置される（図１、図６参照）。図１において、最上段の栽培フロア１２０の左側に設けた栽培槽設置部１２０ａは、栽培槽１２２及び水耕ベッド１２３が配置されていない状態であり、他の栽培槽設置部１２０ａは、デッキ１２１上に栽培槽１２２及び水耕ベッド１２３が配置された状態である。

デッキ１２１は、栽培槽設置部１２０ａの両側の梁部材１１２間に、所定間隔で複数本並べて、架設される。すなわち、各デッキ１２１は、同一水平面上の梁部材１１２間に、架設される。各デッキ１２１は、デッキ本体１２１ａと、このデッキ本体１２１ａの両端に設けられたフック部材１２１ｂと、デッキ本体１２１ａの両端部内側寄りに設けられたアングル１２１ｃとを備えている。更に、両端の配置されたデッキ１２１は、端部押え板１２１ｄを備えている。フック部材１２１ｂは、対応する梁部材１１２ａに嵌合される。アングル１２１ｃは、栽培槽１２２の短手方向のずれを防止するためのストッパである。また、端部押え板１２１ｄは、栽培槽１２２の長手方向のずれを防止するためのストッパである。

栽培槽１２２は、水耕栽培液を貯留するための水槽であり、例えば樹脂等で形成される。上述のように、この栽培槽１２２は、複数のデッキ１２１上に載置されて、各デッキ１２１のアングル１２１ｃ及び端部押え板１２１ｄによって位置ずれを防止される。なお、栽培槽１２２の下面に、その下の段の栽培槽１２２で栽培する植物のためのＬＥＤ照明等を設置しても良い。

水耕ベッド１２３は、水耕栽培される植物の苗を保持するための培地であり、例えば発泡スチロール等を使用できる。この実施の形態１では、複数の水耕ベッド１２３を、栽培槽１２２の長手方向に並べて使用することとした。これらの水耕ベッド１２３は、この栽培槽１２２に貯留された水耕栽培液に浮かべて使用される。

栽培槽設置部１２０ａの回りには、所定段の栽培フロア１２０毎に、通路部１３０が設けられている。この実施の形態１では、４段目及び７段目の栽培槽設置部１２０ａに隣接して、通路部１３０が設けられている（図３、図４参照）。この通路部１３０は、作業通路部１３１と槽間通路部１３２とを含む（図１、図２等参照）。

作業通路部１３１は、栽培槽１２２への水耕ベッド１２３のセットや、その栽培槽１２２での植物生育状態の観察、その水耕ベッド１２３の搬出（栽培植物の収穫）等の作業を行う際に、作業員が上に乗って使用する。

この作業通路部１３１は、「踏み板部材」としてのグレーチング部材１３１ａと、取付プレート１３１ｂと、足場支持部材１３１ｃとを備えている（図７参照）。

グレーチング部材１３１ａは、多数のスリット孔或いは格子孔等を備える鋼製床材である。図７（ａ）に示したように、この実施の形態１のグレーチング部材１３１ａは、天板部７０１を有し、その天板部７０１から下方に一対の側板部７０２が延設され、更に、それらの側板部７０２から内側に幅狭の底板部７０３が延設された形状を備えている。そして、天板部７０１には、多数のスリット孔７０１ａが配列形成されると共に、それらスリット孔の両側に所定間隔でナット穴７０１ｂが形成されている。グレーチング部材１３１ａのスリット孔や格子孔の寸法や間隔は、垂直方向の気流に対する十分な通気性が得られるように決定することが望ましい。

このグレーチング部材１３１ａは、図７（ｂ）に示したような、取付プレート１３１ｂ上に設置・固定される。この取付プレート１３１ｂは、プレート本体７０４を備えている。そして、このプレート本体７０４には、その長手方向に沿って、所定間隔で、Ｕ字ボルト７０５が取り付けられている。これらＵ字ボルト７０５の両端は、プレート本体７０４に設けられたボルト穴（図示せず）に挿通され、ナット７０６を用いて保持される。

足場支持部材１３１ｃは、作業通路部１３１が設けられる部分の、隣接する梁部材１１２間に架設される（図１〜図４には示さず）。

図７（ｃ）に、作業通路部１３１の固定構造を示す。

作業通路部１３１を組み立てる際には、まず、足場支持部材１３１ｃの上側に、取付プレート１３１ｂのプレート本体７０４を配置し、そのプレート本体７０４とＵ字ボルト７０５とで足場支持部材１３１ｃを挟み込んだ状態で、ナット７０６を用いてＵ字ボルトを固定する。これにより、足場支持部材１３１ｃ上にプレート本体７０４を、締め付け固定できる。

更に、この取付プレート１３１ｂの上側に、グレーチング部材１３１ａを配置する。そして、その取付プレート１３１ｂの、プレート本体７０４の両側部下面に、それぞれフック部材７０８の鉤状下端部を当接すると共に、それらのフック部材７０８の上端部をナット穴７０１ｂに挿通し、その状態で、これらフック部材７０８の上端部を、ナット７０９を用いて、グレーチング部材１３１ａの天板部７０１に固定する。このとき、取付プレート１３１ｂのプレート本体７０４には、上側から、グレーチング部材１３１ａの底板部７０３が当接している（図７（ａ）参照）。従って、フック部材７０８が、取付プレート１３１ｂを上方へ押圧した状態で固定されると、グレーチング部材１３１ａの底板部７０３がその取付プレート１３１ｂを下方へ押圧することになり、これによって、グレーチング部材１３１ａを取付プレート１３１ｂに強固に固定できる。

なお、十分な強度と、垂直方向の気流に対する十分な通気性とがあれば、他の構造の作業通路部１３１を採用してもよい。

一方、通路部１３０の槽間通路部１３２は、隣接する栽培槽設置部１２０ａの間に設けられており、その栽培槽１２２での植物生育状態の観察を行う際等に、作業員が上に乗って使用する。

この槽間通路部１３２には、図８に示したような、「踏み板部材」としてのメッシュ踏み板１３２ａが設置されている。このメッシュ踏み板１３２ａは、枠材８０１の内側に、長手方向及び短手方向に沿って補強材８０２を設け、その補強材８０２上に金属メッシュ材８０３を設けることで構成されている。また、枠材８０１の両側短辺部には、例えば２個ずつのフック部材８０４が設けられている。そして、これらのフック部材８０４によって、このメッシュ踏み板１３２ａが、足場支持部材１３２ｂに架設される。

ここで、足場支持部材１３２ｂは、槽間通路部１３２が設けられる部分の、隣接する梁部材１１２間に架設される（図１〜図４には示さず）。

なお、十分な強度と、垂直方向の気流に対する十分な通気性とがあるものであれば、他の構造の槽間通路部１３２を採用してもよい。

この実施の形態１では、通路部１３０を、グレーチング部材１３１ａや金属メッシュ材８０３を用いて構成したので、垂直方向の気流に対して十分な通気性が得られ、従って、格段の栽培槽１２２間の温度、湿度を均一にすることが容易になる。

異なる段の作業通路部１３１間には、階段部１４０が設けられている。この階段部１４０としては、建設現場等で足場の組み立てに使用しているものを、そのまま使用することが可能である。

図１〜図８には示さなかったが、作業通路部１３１に隣接して、格段の作業通路部１３１間で、栽培槽１２２や収穫物（図示せず）の上げ下ろしを行うためのエレベータ機構を設けてもよい。

また、作業員の安全性を向上させるために、作業通路部１３１に手摺り等を設けてもよい。

このような構成の多段式植物栽培棚１００では、下から１段目〜３段目の栽培槽フロア１２０についての作業や観察等を行う場合、作業員は、多段式植物栽培棚１００の接地面に直接立って、その作業等を行えば良い。また、下から４段目〜６段目の栽培フロア１２０についての作業や観察等を行う場合、作業員は、階段部１４０を利用して、１段目の通路部１３０まで上がって、その作業等を行えば良い。更には、最上段の栽培フロア１２０についての作業や観察等を行う場合、作業員は、階段部１４０を利用して、２段目（最上段）の通路部１３０まで上がって、その作業等を行えば良い。

以上説明したように、この実施の形態１によれば、梁部材１１２を支柱１１１に架設する際に、この梁部材１１２のクサビ部材１１２ｂを支柱１１１のクサビ受け部材１１１ｃに係合させることとしたので、多段式植物栽培棚１００の組み立て作業や解体・移設作業が非常に容易である。また、これら支柱１１１及び梁部材１１２としては、建設現場等で足場の組み立てに使用しているものを、そのまま使用できるので、非常に安価に入手できる。

加えて、この実施の形態１によれば、所定段の栽培フロア１２０毎の栽培槽設置部１２０ａに隣接して、作業通路部１３１や槽間通路部１３２を設けたので、この多段式植物栽培棚１００の高段部分にある栽培槽１２２について、高所作業車等を用いずに、作業員が栽培状態を直接確認することや、収穫作業等を行うことが可能になる。従って、この実施の形態１によれば、観察や収穫等の作業が容易且つ安価であると共に、作業員の安全を確保できる。

更に、この実施の形態１によれば、異なる段の作業通路部１３１間に階段部１４０を設けたので、下段の作業通路部１３１から上段の作業通路部１３１へ作業員が容易に移動できる。

１００ 多段式植物栽培棚
１１０ 骨組構造
１１１ 支柱
１１１ａ 本体部
１１１ｂ ジャッキベース
１１１ｃ クサビ受け部材
１１１ｄ クサビ挿通孔
１１２ 梁部材
１１２ａ 本体部
１１２ｂ クサビ部材
１１３ 筋交い部材
１１３ａ 固定具
１２０ 栽培フロア
１２０ａ 栽培槽設置部
１２１ デッキ
１２１ａ デッキ本体
１２１ｂ フック部材
１２１ｃ アングル
１２１ｄ 端部押え板
１２２ 栽培槽
１２３ 水耕ベッド
１３０ 通路部
１３１ 作業通路部
１３１ａ グレーチング部材
１３１ｂ 取付プレート
１３１ｃ，１３２ｂ 足場支持部材
１３２ 槽間通路部
１３２ａ メッシュ踏み板
１４０ 階段部
７０１ 天板部
７０１ａ スリット孔
７０１ｂ ナット穴
７０２ 側板部
７０３ 底板部
７０４ プレート本体
７０５ Ｕ字ボルト
７０６，７０９ ナット
７０８ フック部材
８０１ 枠材
８０２ 補強材
８０３ 金属メッシュ材

Claims (3)

1. 複数段の栽培フロアを略垂直方向に配列する多段式植物栽培棚であって、
   略垂直方向に延びる複数本の支柱を配置すると共に、隣接する該支柱間に、略水平方向に延びる梁部材を複数本ずつ架設した、骨組構造を有し、
   それぞれの前記梁部材は、該梁部材に設けたクサビ部材を前記支柱に設けたクサビ受け部材に係合させることで、該支柱に係止され、
   それぞれの前記栽培フロアには、隣接する前記梁部材間に複数の栽培槽支持部材を架設することにより、植物栽培槽を載置するための栽培槽設置部が、１個又は複数個ずつ設けられ、且つ、
   所定段の前記栽培フロア毎に、前記栽培槽設置部に隣接する領域の、複数の前記梁部材に跨がって、作業員が上に乗って作業するための通路部が設けられ、
   これにより、前記骨組構造の前記支柱が構成する外枠部よりも内側に、全ての前記栽培槽設置部及び全ての前記通路部が一体に形成された、
   ことを特徴とする多段式植物栽培棚。
2. 前記通路部は、前記梁部材に架設された足場支持部材と、該足場支持部材上に設置された踏み板部材とを備えることを特徴とする請求項１に記載の多段式植物栽培棚。
3. 異なる段の前記作業通路部間を移動するための階段部を更に備え、
   前記骨組構造を用いて、全ての前記栽培槽設置部、全ての前記通路部及び全ての前記階段部が一体に形成された、
   ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の多段式植物栽培棚。

Images