JP6617376B2 - 完全自動多段苗育成システム - Google Patents

Description

本発明は、農作物や園芸用植物の苗を効率よく生産するシステムに関する。

農作物や園芸に使用する植物の苗は毎年大量に生産されているが、一般的に使用されるビニールハウスや温室内で育成すると、生育が気候や天候に大きく影響を受ける上に、病害虫にも侵されるため農薬の散布を必要とするなど、問題点が多い。

また、近年農作物や園芸植物を、いち早く出荷する（開花させる）為や、時期外れで出荷する（開花させる）ために、植物が本来成長しやすい時期ではない時期に苗を必要とする社会ニーズがある。しかし、一般的なビニールハウスや温室の場合、加温は容易であっても、冷涼を好む植物の苗を夏場に生産するには太陽光による入熱に勝る強力な冷房を必要とするので、現実的ではない。

また、菊などの短日開花性植物の苗を夏から秋に掛けて生産する場合には、太陽光だけで栽培すると植物体が大きくならないうちに開花してしまうなどの問題がある。

太陽光を使わず人工光源を使った閉鎖環境下で植物を育成すると、このような諸問題を解消できることから、近年、閉鎖環境下で野菜などを育てる植物工場が普及しつつある。植物工場は閉鎖空間内で植物を栽培することから、栽培ユニットを水平及び垂直に並べ、空間内の栽培効率を高くすることが一般的である。

このような植物工場に関して、既に特許文献１〜３に記載のように、苗の生産に利用可能な技術が開示されている。一方で、苗の搬送時には、土を入れて苗が生育したセルトレイを複数枚（例えば4枚）並べたパッドを多段の棚から取り出す作業が必要であるが、セルトレイを4枚並べたパッドは15kg近い重量に達する。特許文献１〜３に記載の構成を苗の育成に適用すると、このパッドの取り出し作業を人力に頼らざるを得ないので、効率的とはいえない。また、1.3mを超える高さの棚を使用するには脚立が必要になり、1つの棚からパッドを取り出す度に脚立を登り降りしたり移動させたりしなければならないため、更に作業効率が悪くなる。

特開2003-052253号公報 特開2008-118957号公報 登録実用新案第3158246号公報

本発明が解決しようとする課題は、上記の問題点を解決し、閉鎖環境下で、気候や季節に影響されることなく、また、作業者に大きな負担を与えることなく、野菜や花の苗を効率よく大量に生産できるシステムを安価に提供することである。

上記課題を解決するために成された本発明に係る苗育成システムは、
a) 断熱処理を施した収納庫と、
b) 前記収納庫内の所定の通路を移動する移動手段と、
c) 播種した育苗トレイを発芽時まで保持する多段型発芽棚、苗が発芽した育苗トレイを保持し人工光源及び自動潅水装置を有する多段型育苗棚、並びに育成が完了した苗の出荷作業を行うために該育苗トレイを保持する多段型出荷棚を前記収納庫内の前記通路の側方に並べて配置した育苗トレイ棚と、
d) 前記移動手段に設けられた、前記多段型発芽棚、前記多段型育苗棚及び前記多段型出荷棚と該移動手段の間で育苗トレイを移載する移載手段と
を有することを特徴とする。

本発明に係る苗育成システムにおいて、育成対象の「苗」とは、本発明の苗育成システムを用いて育成した後に苗として田畑等に移植される植物体（狭義の苗）だけでなく、そのまま出荷される植物体を含む。そのまま出荷される植物体としては、栽培日数が比較的少なく、成熟度が低い状態で出荷される、新芽野菜、発芽野菜、スプラウト、幼葉野菜、マイクロハーブ、マイクロリーフ、マイクログリーン、ベビーリーフ等と呼ばれている植物を含む。

本発明に係る苗育成システムにおいて用いられる栽培方法は特に限定されず、土壌栽培、水耕栽培、その他の人工培地を用いる栽培方法を含む。

本発明で用いる収納庫とは、作業者が入って作業し、且つ、前記育苗トレイ棚を収納することができる大きさのものを指す。例えば、陸上輸送及び海上輸送に用いられる安価な貨物輸送用コンテナを好適に用いることができる。貨物輸送用コンテナには規格化された複数種のものがあり、主に20フィートコンテナと40フィートコンテナが用いられているが、本発明では多段型発芽棚、多段型育苗棚及び多段型出荷棚をより多く配置することができる40フィートコンテナを用いることが望ましい。40フィートコンテナの断熱処理として壁面・天井・床下の全面を厚さ40mm程度の断熱材で覆うと、該コンテナの内部空間の大きさは、長さ12000mm、幅2300mm、高さ2360mm程度となる。この場合、例えば、一般的に苗作りに利用される育苗トレイを4枚並べることができる内寸が600mm×1200mm程度のパッドを多段（例えば10段）で載置可能な多段型発芽棚を3基と、同様のパッドを縦方向には多段型発芽棚よりも広い間隔で多段（例えば5段）で載置可能な多段型育苗棚10基と、コンテナ内からコンテナ外への出荷作業を行うための多段型出荷棚1基を、通路の側方に配置することができる。

多段型出荷棚は、人が出荷作業を行う場合は、そのような作業が容易に行うことができるように、全体の高さを低く抑えたものとしておくことが望ましい。後述の移動手段と連携した自動出荷作業を行う場合には、発芽棚、育苗棚と揃えた高さとしておくことができる。なお、前記通路は収納庫の一方の側方に配置してもよいが、棚の奥行きを小さくして棚からの取り出しの容易性を高めるため、通路を中央に配置し、これらの棚をその両側に配置することが望ましい。また、これにより収納庫の空間利用効率が著しく高められる。

上記のコンテナの例の場合、通路の幅は約800mmとなる。15kg近い重量を有し且つ1200mm×600mmという大きいパッドを多段の棚の、特に上段から出し入れしたり移送することは、たとえ比較的広い所であっても労力を要するうえに、このような狭い通路で行うのは一層困難である。そこで本発明に係る苗育成システムは、通路を移動する移動手段と、該移動手段に設けられた、棚と移動手段の間で育苗トレイを移載させる移載手段を有する。移動手段は、移動のための動力（モータ等）を有するものであってもよいし、作業者による人力で移動するものであってもよい。また、タイヤで移動するものであってもよいが、予め敷かれたレール上を移動する形式の方が望ましい。移載手段は、動力をモーター（電気）とするものであってもよいし、作業者がハンドルを回す等の人力によるものであってもよい。後者の場合でも、トレイを手で移載することに比べると、作業者の労力は遙かに低減される。

本発明に係る苗育成システムは、育成する植物に合わせて、昼夜の気温、人工光源の強さや波長割合あるいは照明時間といった光源に関するパラメータ、潅水間隔、炭酸ガス濃度、湿度などの収納庫内の環境因子を制御する環境制御手段を有することが望ましい。これらの環境因子は、多段型発芽棚、多段型育苗棚及び多段型出荷棚の間で異なる値に設定してもよいし、コンテナ内で同じ値に設定してもよい。例えば、光源に関するパラメータや潅水間隔は、発芽時、育苗時及び出荷時という時期毎に異なる値とすることが望ましく、また、棚毎に容易に設定できるため、多段型発芽棚、多段型育苗棚及び多段型出荷棚の間で異なる値に設定することが望ましい。一方、温度、湿度や炭酸ガス濃度は、収納庫内で同じ値に設定する方が容易であるが、例えば多段型発芽棚を断熱性の高いカーテン等で囲うことにより、多段型育苗棚や多段型出荷棚よりも高い温度に設定する等、棚毎に異なる値に設定することも可能である。

従来の温室では太陽光を利用することから苗の成育が季節や気候により左右されるのに対して、上記のように環境制御手段を用いて照明の強さや照明時間、気温等を制御することにより、季節や気候に依らずに安定して苗を育成することができる。

本発明に係る苗育成システムにおいて、移載の際に移動手段に搭載された育苗トレイの高さと移載先・移載元の棚の段の高さを合わせるために、移動手段に育苗トレイの高さを変更する昇降装置を設けることが望ましい。但し、多段型発芽棚、多段型育苗棚及び多段型出荷棚の段数及び段の高さが同じである場合には、それらと同じ段数及び段の高さを有する棚を移動手段に設けることで、昇降装置を省略することができる。これら移動手段及び移載手段を用いることにより、育苗トレイを多段型発芽棚から多段型育苗棚へ、また多段型育苗棚から多段型出荷棚へ、作業者が比較的容易に移動させることができる。

移載手段には、移動手段から前記通路に対して垂直且つ略水平に移動可能な保持部と、該保持部の先端に設けられたラックアンドピニオン機構のピニオンギアを備えるものを好適に用いることができる。この移動手段を用いる場合には、育苗トレイの底面に波目状の凹凸を凹部が等間隔になるように設けておき、該凹部をラックとして、前記ピニオンギアとのラックアンドピニオン機構により該育苗トレイを育苗トレイ棚（多段型発芽棚、多段型育苗棚、多段型出荷棚）と保持部の間で移動させる。このような波目状の凹凸には、ラックアンドピニオン機構のラックとしての役割のみならず、育苗トレイの強度を高くするという役割もある。

前記移載手段が前記ピニオンギアを備える場合、前記移載手段は、前記育苗棚と前記ピニオンギアの間で育苗トレイを移動させる補助移動手段を備えることが望ましい。これにより、ピニオンギアを育苗トレイ棚に挿入することなく育苗トレイを育苗トレイ棚と保持部の間で移載することができるため、育苗トレイ棚の各段において高さ方向の空間を節約することができる。そのため、育苗トレイ棚の段数を増加させて生産性を高くすることができる。

本発明で取り扱うことができる育苗トレイには、1枚のトレイから成る通常の育苗トレイのみならず、くさび形のポット（セル）が連結して並んで成るセルトレイや、それら通常の育苗トレイあるいはセルトレイを複数枚並べたパッドが含まれる。パッドには、通常の育苗トレイやセルトレイの代わりに、ビニールポットや、プラスチック又は焼物の鉢等を並べてもよく、本発明ではそれらポットや鉢をパッドに並べたものも育苗トレイに含める。更に、水耕栽培で使用する際には、麻布、ヤシ殻マット、ウレタンスポンジ、ロックウールなどの培地を並べるか敷き詰めた育苗トレイを使うことができる。

多段型育苗棚には、生育に必要な光及び水を苗に供給するための人工光源及び自動潅水装置を設ける。一方、種が土から発芽するまでは多くの場合、光を照射する必要がなく、最初に土に湿り気を与えておけば水を追加で与える必要がないため、多段型発芽棚に人工光源及び自動潅水装置を設けることは必須ではない。但し、発芽に光及び／又は水を要する植物もあるため、そのような植物の苗を育苗する場合には、多段型発芽棚に人工光源及び／又は自動潅水装置を設けてもよい。また、異なる棚の間又は同一の棚内で人工光源の位置を変更する手段を設けてもよい。これにより、各棚における苗の成長に合わせて光をより多く必要とする位置に人工光源を移動させることができ、人工光源を効率よく使用することができる。

多段型出荷棚は、育成が完了した苗を出荷するための作業を行う際に育苗トレイを保持するために用いられる。また、播種したトレイを本収納庫に搬入する際の搬入棚としても用いられる。出荷作業及び搬入作業は、作業者が行ってもよいし、そのための装置を用いて行ってもよい。出荷作業の前（例えば夜間）に、出荷対象である複数の育苗トレイを移動手段によって多段型育苗棚から多段型出荷棚に移動させておき、出荷作業時（昼間）には作業者が多段型育苗棚から育苗トレイを運搬することなく出荷作業を行うことができる。また、出荷が終わり、空になった多段型出荷棚に播種したトレイを載置しておけば、その後、移動手段が該トレイを発芽棚に移載置することができる。多段型出荷棚を収納庫の扉側（入口側）に配置しておくことにより、作業者による出荷作業・搬入作業はより容易となる。

更に作業性を向上させるために、育苗トレイ棚にキャスターを設けてもよい。特に、多段型出荷棚にキャスターを設けることにより、搬送台車としての機能を付与した形態で用いることができ、作業者による出荷作業・搬入作業がより一層容易になる。

前記育苗トレイ棚は、一段あたりの高さ（ピッチ）が異なる段が混在するものであってもよい。特に有用な例としては、多段型育苗棚としてピッチの異なる段が混在している場合であり、収容する植物体の成長に応じて、例えば、発芽直後のためのピッチ「小」、育成途中のピッチ「中」、出荷直前の成長時のピッチ「大」を想定し、多段型育苗棚として「大」「中」「小」の3種のピッチの段を備える例が挙げられる。前記多段型育苗棚は、ピッチが異なる複数の棚（1つの棚内ではピッチが同じ）によって構成してもよく、一つの棚にピッチが異なる複数の段が混在するものであってもよい。多段型育苗棚をピッチが異なる複数の棚によって構成する場合の具体例としては、ピッチ「大」に対応した棚すなわち段数の少ない棚が2基、ピッチ「中」に対応した段数も中程度の棚が4基、ピッチ「小」に対応した段数が多い棚が3基という組合せが挙げられ、一つの棚にピッチが異なる複数の段が混在する場合の具体例としては、一つの棚が「大」2段と「小」4段、あるいは、一つの棚が「大」1段と「中」2段と「小」3段といった組合せで構成されている例が挙げられる。

このように、多段型育苗棚にピッチの異なる段を混在させることで、苗の成長に合わせてコンテナ内の高さを有効に利用し、コンテナ１基あたりの栽培可能面積を増加させ、栽培効率を高めることができる。更に、一つの棚にピッチの異なる段を混在させることにより、コンテナ１基あたりの栽培可能面積を更に増加させ、栽培効率をより向上させることができる。また、このように育苗トレイ棚の段数やピッチを柔軟に運用することで、栽培日数や大きさ等の栽培条件の異なる植物の同時育成や切替、あるいは切替の途中で栽培条件の異なる植物が混在した状態に柔軟に対応することが可能となる。

また、苗の成長段階に応じたピッチを有する段に育苗トレイを移載することにより、植物体と人工光源の距離を一定に保つことができ、人工光源からのエネルギーを有効に活用することができる。

本発明に係る苗育成システムでは、閉鎖環境下で、気候や季節に影響されることなく、野菜や花の苗を効率よく大量に生産することができる。

本発明に係る苗育成システムの第１実施形態における貨物輸送用コンテナの内部を示す斜視図。 第１実施形態の苗育成システムにおける移動ロボット、多段型発芽棚及び多段型育苗棚の正面図。 第１実施形態の苗育成システムにおける移動ロボット、多段型発芽棚及び多段型育苗棚の斜視図。 第１実施形態の苗育成システムの動作を示す概略図。 第１実施形態の苗育成システムの動作中の状態を示す斜視図。 第１実施形態の苗育成システムの移載手段の例を示す斜視図（(a-1)〜(c-1))及び断面図（(a-2)〜(c-2)）。 本発明の第２実施形態における苗育成システムを示す斜視図。 第２実施形態の苗育成システムにおける多段型育苗棚の(a)正面図及び(b)斜視図。 第２実施形態の苗育成システムにおける育苗トレイの移動を示す図。 第１実施形態(a)及び第３実施形態（(b-1)〜(b-5)）の苗育成システムにおける育苗トレイの移動を示す断面図。 第３実施形態の苗育成システムにおける育苗トレイの移動を示す断面図（(a-1)〜(a-6)）。

図１〜図１１を用いて、本発明に係る苗育成システムの実施形態を説明する。
図１は、第１実施形態の苗育成システム１０の収納庫である貨物輸送用コンテナ（以下、「コンテナ１１」とする）の内部を示す斜視図である。コンテナ１１の妻面（長手方向の両端の面）の一方には観音開きの扉１１１が設けられている。コンテナ１１内の幅方向の中央には長手方向に延びる通路１１２が設けられている。通路１１２には移動ロボット（移動手段）１２が配置されている。また、通路１１２の両側には、3基の多段型発芽棚１３（１３−１〜１３−３）、10基の多段型育苗棚１４（１４−１〜１４−１０）、1基の多段型出荷棚（作業棚）１５が配置されている。これらの棚のうち多段型出荷棚１５は、多段型発芽棚１３及び多段型育苗棚１４よりも扉１１１に近い位置に配置されている。これにより、播種された育苗トレイを多段型発芽棚１３に搬入することや、出荷される苗を多段型出荷棚１５から搬出しやすくなる。また、多段型発芽棚１３は多段型育苗棚１４よりも扉１１１の近くに配置することが望ましい。これにより、出荷作業等のために扉１１１を開けた際に、発芽した苗に与える外気・外光の影響を少なくすることができる。

全自動で育苗するためには、潅水装置や空調設備、制御装置、照明装置、CO₂吐出装置などの要素が必要である。そのため、本実施形態の苗育成システム１０にはこれら各装置（環境制御手段）が設けられている。但し、図の簡略化のため、これら各装置は図１では図示していない。

多段型出荷棚１５には、その下部にキャスターを設けてもよい。これにより、多段型出荷棚１５に搬送台車としての機能を付与することができ、作業者による出荷作業・搬入作業が容易になる。また、レイアウトの変更や段数の異なる棚への入れ替えの便宜のために、多段型発芽棚１３や多段型育苗棚１４にキャスターを設けてもよい。

図２は移動ロボット１２、多段型発芽棚１３及び多段型育苗棚１４の正面図であり、図３は同斜視図である。多段型育苗棚１４では、苗が成長する空間及び照明装置を配置する空間が必要であるため、段の間隔は約300mm程度とし、段数は5段とした。それに対して多段型発芽棚１３では、発芽時には光を必要としない植物が多いことから、体積効率を高めるために、段の間隔は多段型育苗棚１４の半分である150mmに縮め、段数は10段とした。この結果、3基の多段型発芽棚１３で30枚のパッドＰを保持できる。育苗期間を最長10日間とすると、1日当たり5枚のパッドＰを必要とするので、発芽期間として最長6日間まで対応できる。

通路１１２の幅は800mmしかなく、移動ロボット１２は、この狭い通路１１２を自走し、通路１１２の両側に並んだ多段型発芽棚１３から、重量が15kg近い600mm×1200mmのパッドＰを取り出して搬送し、多段型育苗棚１４に収納する作業を行う必要がある。

そこで本実施形態では、移動ロボット１２は、通路１１２に沿って移動するための車輪１２１を下部に設けた台車１２２と、前後（通路１１２の長手方向）に並べて２本、該台車１２２に立設された支柱１２３と、２本の支柱１２３の間に保持されて昇降する昇降台１２４と、該昇降台１２４に載置され左右（通路１１２の幅方向）にそれぞれ150mm（合わせて300mm）程度移動可能なスライドテーブル１２５と、スライドテーブル１２５の両側の先端部にそれぞれ複数個取り付けられたピニオンギア１２６とを備える構成とした。ここでスライドテーブル１２５とピニオンギア１２６を合わせたものは前述の移載手段に該当し、スライドテーブル１２５は移載手段における保持部に該当する。通路１１２には2本のレール（図示せず）が敷設されており、移動ロボット１２は該レール上を移動する。これにより、移動ロボット１２は通路１１２の幅方向の位置がほとんどずれることなく移動するため、後述のパッドＰの移載の動作時の位置精度が高くなる。

パッドＰには、ピニオンギア１２６の歯形におおむね形状を合わせた凸凹を底に設けたものを用いる。このパッドＰの凸凹は、(i)後述のように移動ロボット１２による移動を容易にするという効果と共に、(ii)薄い樹脂製のパッドの剛性を高める補強リブとして、(iii)パッドに並べる育苗トレイやセルトレイをパッドの底面より浮かすことによりトレイ内の土壌の水分量が過剰になるのを防ぐとともに、(iv)根がトレイ外に伸長するのを防ぐことができるという、4つの効果を合わせ持つ。

移動ロボット１２には更に、車輪１２１の回転、昇降台１２４の昇降、スライドテーブル１２５の移動及びピニオンギア１２６の回転をそれぞれ行うための駆動源（図示せず）がこれら構成要素毎に設けられており、それらの制御は無線を用いたリモートコントロールで行われる。

図４及び図５を用いて、移動ロボット１２によるパッドＰの移載の動作を説明する。まず、移動ロボット１２は通路１１２を自走し、側方に目的の棚（ここでは多段型発芽棚１３）がある通路１１２上の位置に停止する(a)。次に、多段型発芽棚１３に載置された移動対象のパッドＰと1つ下のパッドＰの間にピニオンギア１２６が入る高さに昇降台１２４を調整したうえで、ピニオンギア１２６がパッドＰの底の凸凹と１歯以上合致する位置までスライドテーブル１２５を左右方向に移動させる(b)。続いて、パッドＰをピニオンギア１２６で僅かに持ち上げる位置まで昇降台１２４を上昇させる(c)。

そして、ピニオンギア１２６を回転させ、ラックアンドピニオン機構によりパッドＰをスライドテーブル１２５上に引き込む（図４(d)、図５）。パッドＰをスライドテーブル１２５の中央付近まで引き込むと、ピニオンギア１２６の回転を停止する(e)。パッドＰがこの位置に達すると、スライドテーブル１２５の左右先端部にそれぞれ設けたピニオンギア１２６が共にパッドＰの凸凹に合致している。スライドテーブル１２５を元の待機位置に戻した(f)後、移動ロボット１２を側方に移送先の棚（ここでは多段型育苗棚１４）がある通路１１２上の位置に移動させる。そのうえで、ここまでと逆の動作をすることにより、多段型育苗棚１４にパッドＰを載置することができる。

以上、多段型発芽棚１３から多段型育苗棚１４へのパッドＰの移載の動作を説明したが、多段型育苗棚１４から多段型出荷棚１５へのパッドＰの移載の動作も同様である。実際には、最初に多段型育苗棚１４から多段型出荷棚１５にパッドＰを移載し、それによって空いた多段型育苗棚１４に多段型発芽棚１３からパッドＰを移載する。また、以上の作業は一般的に1段単位で行う必要があるので、多段型育苗棚１４や多段型出荷棚１５の段数分繰り返す必要があるが、夜間など人間の作業に関係ない時間に実行すればよく、短時間に処理する必要は無い。

図６に、本実施形態の苗育成システムにおける移載手段の例を斜視図（(a-1)〜(c-1))及び断面図（(a-2)〜(c-2)）で示す。(a-1)及び(a-2)に示す例は、上記のピニオンギア１２６を用いたものである。(b-1)及び(b-2)に示す例は、タイミングベルトやチェーンに突起物１２７を取り付けておき、その突起物をパッドＰの一部（例えば底の凹凸の一部）に引っ掛けて該パッドＰを棚から取り出したり棚に押し込むものである。(c-1)及び(c-2)に示す例は、裏表にプロファイルがあるダブルタイミングベルト１２８を用いるものであり、ピニオンギア１２６と同様にパッドＰの底の凹凸と噛み合わせて用いる。

図７〜図９を用いて、本発明に係る苗育成システムの第２実施形態を説明する。
図７は、本実施形態の苗育成システム２０を示す斜視図である。本実施形態の苗育成システム２０は、前述の苗育成システム１０（図１）と同様に収納庫として貨物輸送用コンテナを用いるが、図７においてはコンテナの外形は省略してある。本実施形態では、貨物輸送用コンテナは、第１実施形態で用いたものよりも内部空間の高さが約300mm高いハイキューブ型のものを用いる。そのため、本実施形態では、棚の基数は第１実施形態と同じであるが、1基あたりの段数の多い棚が収容可能である。

本実施形態では、1日につき育苗トレイ7個分の苗を育成することを前提とした育苗トレイ棚を用いる。育苗トレイ棚は、段数が14段である3基の多段型発芽棚２３（２３−１〜２３−３）と、後述の段数を有する10基の多段型育苗棚２４（２４−１〜２４−１０）と、段数が7段である1基の多段型出荷棚（作業棚）２５から成る。10基の多段型育苗棚２４は、異なるピッチの棚が混在する例である。多段型育苗棚２４に収容される植物体は、高さが5cm以下の第一成長段階、高さが9cm以下の第二成長段階、高さが9cmを超える第三成長段階に分けられ、各成長段階に応じたピッチの棚に収容される。例えば、第一成長段階では200mm、第二成長段階では240mm、第三成長段階では280mmのピッチとするのが妥当であり、この場合、一つの棚内でのピッチを一定とすると、第一成長段階の植物体を収容する棚は8段、第二成長段階の植物体を収容する棚は7段、第三成長段階の植物体を収容する棚は6段となる。

本実施形態では、3基の多段型育苗棚２４−１−（Ａ）、２４−３−（Ａ）、２４−５−（Ａ）は8段棚、4基の多段型育苗棚２４−６−（Ｂ）、２４−８−（Ｂ）、２４−９−（Ｂ）、２４−１０−（Ｂ）は7段棚、2基の多段型育苗棚２４−２−（Ｃ）、２４−４−（Ｃ）は6段棚で、それぞれに、第一成長段階、第二成長段階、第三成長段階の植物体が収容される。1基の多段型育苗棚２４−７−（Ｄ）には異なるピッチの段が混在し、200mmピッチ段が5段、280mmピッチ段が2段の計7段の棚となっており、それぞれに、第一成長段階の植物体が5段分、第三成長段階の植物体が2段分収容される。これら10基の多段型育苗棚２４を合わせて、200mmピッチ段の段数は29段、240mmピッチ段の段数は28段、280mmピッチ段の段数は14段である。図８に、7段棚である多段型育苗棚２４−６−（Ｂ）、6段棚である多段型育苗棚２４−２−（Ｃ）、異なるピッチの段が混在する多段型育苗棚２４−７−（Ｄ）の正面図（ａ）と斜視図（ｂ）を示す。

また、本実施形態の苗育成システム２０は、第１実施形態の移動ロボット１２と同様の移動ロボット２２を備える。

本実施形態の苗育成システムを用いた育苗プロセスの例を示す。育苗1日目に、多段型発芽棚２３（２３−１〜２３−４）にて保持されている育苗トレイの中から、発芽に達したトレイ7枚を、移動ロボット２２によって、第一成長段階のための多段型育苗棚２４−１−（Ａ）の1〜7段目へと移動及び移載する。育苗2日目には、多段型育苗棚２４−１−（Ａ）の1〜7段目にある7枚のトレイを、多段型育苗棚２４−１−（Ａ）の8段目と多段型育苗棚２４−３−（Ａ）の1〜6段目へ移動及び移載する。移載後の２４−１−（Ａ）の1〜7段目には、新たに発芽に達したトレイ7枚を移動及び移載し、同様の移動を一日遅れで行っていくが、以後は最初の7枚分の動きについてのみ述べる。育苗3日目には多段型育苗棚２４−３−（Ａ）の7, 8段目と２４−５−（Ａ）の1〜5段目へと移動及び移載し、育苗4日目には２４−５−（Ａ）の6〜8段目と２４−７−（Ｄ）の1〜4段目へと移動及び移載する。この頃には苗の高さが5cmに近づいている。育苗5日目には第ニ成長段階のための多段型育苗棚２４−９−（Ｂ）の全段、育苗6日目には２４−１０−（Ｂ）の全段、育苗7日目には２４−８−（Ｂ）の全段、育苗8日目には２４−６−（Ｂ）の全段へと移動及び移載する。この頃には苗の高さは10cmに近づいている。育苗9日目には多段型育苗棚２４−４−（Ｃ）の全段と２４−２−（Ｃ）の1段目、育苗10日目には多段型育苗棚２４−２−（Ｃ）の2〜6段目と２４−７−（Ｄ）の6, 7段目へと移動及び移載し、その翌日、すなわち10日間の育苗が終了した後に出荷される。図９に、この育苗プロセス例における多段型育苗棚間の育苗トレイの移動スキームを示す。図９中には、6番目のトレイの動きが矢印によって示されている。今回の栽培では、多段型育苗棚２４−７−（Ｄ）の5段目は予備とし、使用していない。

ここでは育苗日数が10日間の場合を例に説明したが、2日毎に播種することにより、育苗日数20日間の苗にも適用することができる。逆に育苗日数が短い場合は、多段型育苗棚２４内の一部の段のみを用いて運用すればよい。更には、多段型育苗棚のピッチ毎の段数を上記の例から変更してもよい。これらの組合せによって、多様な育苗日数の植物に対応することができる。

1つの棚を同じ高さの段のみで構成して、同じように育苗日数10日間の苗を、1日に7トレイずつ播種及び出荷しながら栽培しようとすると、多段型育苗棚の数がもう1つ必要になることから、本実施形態では、1つの多段型育苗棚２４−７−（Ｄ）に複数のピッチの段を混在させていることにより、棚の設置スペースを棚1つ分、省けたことになる。

本実施形態では、10基の多段型育苗棚２４の総段数が71段となり、第１実施形態の多段型育苗棚１４の総段数である50段と比較すると、栽培面積が4割増加し、生産性も4割向上する結果となった。

図１０を用いて、本発明に係る苗育成システムの第３実施形態を説明する。本実施形態は、第１実施形態において説明した移動ロボット１２における移載手段の別の態様を示すものであり、それ以外は第２実施形態と同様である。

まず、比較のために、第１実施形態及び第２実施形態における移載手段を、図１０(a)を用いて説明する。図１０(a)は、図６(a-2)に相当するパッドＰ及びピニオンギア１２６並びにそれらの周辺を表し、図６では省略していた移載対象の育苗トレイ棚のフレームを描いている。図１０に示した移載対象の育苗トレイ棚は多段型育苗棚１４である。多段型育苗棚１４は、支柱１４１を備えると共に、各段に、パッドＰを保持するパッド受け１４２及び該パッド受け１４２に保持されるパッドＰの上方に設けられた照明装置１４３を備える。第１実施形態の移載手段では、パッドＰの搬出の際に、パッドＰとそれよりも1段下の照明装置１４３の間にピニオンギア１２６を挿入して動作させるため、高さ方向に、ピニオンギア１２６の直径と動作上必要な余裕を合わせた空間が必要である。典型的なピニオンギアは直径60mmであり、前記余裕を含めた80mm程度が、パッドＰの下端と照明装置１４３の上端の間の長さＬ１となる。

それに対して第３実施形態の移載手段は、図１０(b-1)〜(b-5)に示すように、ピニオンギア１２６と補助的移動手段である引っ掛けアーム１２９を備える。引っ掛けアーム１２９の先端にはパッドＰの底面の凹凸と噛み合う凹凸が設けられている。

図１０(b-1)〜(b-5)は、この移載手段によるパッドＰの搬出の動作を表している。まず、第１実施形態と同様の昇降台１２４によって、引っ掛けアーム１２９がパッドＰの下端と照明装置１４３の間に入る高さに調整される。次に、引っ掛けアーム１２９が図１０の左方向に移動し(b-1)、パッドＰと照明装置１４３の間に挿入される。数歯分の凹凸が噛み合う程度まで挿入した後に引っ掛けアーム１２９を上昇させる(b-2)ことにより、パッドＰの底面の凹凸と引っ掛けアーム１２９の凹凸を噛み合わせる。ここで引っ掛けアームを右方向に動かすと、パッドＰが引き出される(b-3)。パッドＰの底面の凹凸がピニオンギア１２６と噛み合う位置までパッドＰを移動させた後に、引っ掛けアーム１２９を下降させる (b-4) ことにより、パッドＰの底面の凹凸とピニオンギア１２６の歯を噛み合わせる(b-5)。それ以後は第１実施形態と同様に、ピニオンギア１２６の回転によって、パッドＰの搬出を行う。

図１１を用いてパッドＰの搬入の動作を説明する。搬入は、前述の搬出の動作を逆の順番で行うことに相当する。まず、ピニオンギア１２６の回転によってパッドＰを移載先の段の途中まで移動した後に(a-1)、引っ掛けアーム１２９を上昇させることによって引っ掛けアーム１２９の凹凸とパッドＰの底面の凹凸を噛み合わせる(a-2)。その状態で引っ掛けアーム１２９を図の左方向に移動させることによってパッドＰを移載先の段の奥まで押し込み(a-3)、所定の位置に達した後に引っ掛けアーム１２９を下方に移動させることにより、パッドＰの凹凸と引っ掛けアーム１２９の凹凸の噛み合わせを外す(a-4)。その後、引っ掛けアーム１２９をその待機位置まで図の右方向に移動させる(a-5)ことによって、搬入の動作を完了する(a-6)。

第３実施形態によれば、引っ掛けアーム１２９の厚みをピニオンギア１２６の直径よりも小さくすることによって、引っ掛けアーム１２９が挿入される空間であるパッドＰの下端と1段下の照明装置１４３の上端の間の高さＬ２を、第１実施形態の場合の当該高さＬ１よりも低くすることができるため、高さ方向の空間を節約することができる。

本実施形態では、引っ掛けアーム１２９を用いた移載手段によって、移載手段が占める空間の高さを低くすることができるため、コンテナ内に収納可能な育苗トレイ棚の段数を増加させる余地がある。例えば、移載手段以外は共通の構成である第２実施形態の10基の多段型育苗棚（総段数71段）及び1基の多段型出荷棚（総段数7段）の段数を1基につき1段ずつ増加させ、多段型育苗棚の総段数を81段、多段型出荷棚の段数を8段とすることができる。この結果、栽培面積を増加させ、生産性を向上させることができる。なお、多段型発芽棚については、第２実施形態において発芽に要する実際の日数（1〜3日）分よりも多めの段数（30段、4日分強）を設けているため、第３実施形態において段数を増加させる必要はない。また、多段型出荷棚では、段数を増加させると、ピッチが小さくなって出荷作業を行い難くなることから、多段型出荷棚にキャスターを設けるとよい。これにより、苗が出荷段階まで育った育苗トレイが搭載された多段型出荷棚をコンテナから搬出し、コンテナの外で、ピッチがより高い別の棚に育苗トレイを移載して出荷作業を行うことができる。

１０、２０…苗育成システム
１１…コンテナ（収納庫）
１１１…扉
１１２、２１２…通路
１２、２２…移動ロボット（移動手段）
１２１…車輪
１２２…台車
１２３…支柱
１２４…昇降台
１２５…スライドテーブル
１２６…ピニオンギア
１２７…突起物
１２８…ダブルタイミングベルト
１２９…引っ掛けアーム
１３、２３…多段型発芽棚
１４、２４…多段型育苗棚
１４１…支柱
１４２…パッド受け
１４３…照明装置
１５、２５…多段型出荷棚
Ｐ…パッド

Claims (8)

1. a) 断熱処理を施した収納庫と、
   b) 前記収納庫内の所定の通路を移動する移動手段と、
   c) 播種した育苗トレイを発芽時まで保持する多段型発芽棚、苗が発芽した育苗トレイを保持し人工光源及び自動潅水装置を有する多段型育苗棚、並びに育成が完了した苗の出荷作業を行うために該育苗トレイを保持する多段型出荷棚を前記収納庫内の前記通路の側方に並べて配置した育苗トレイ棚と、
   d) 前記移動手段に設けられ、該移動手段から前記通路に対して垂直且つ略水平に移動可能な保持部と、育苗トレイの底部に設けられた凹凸に噛合可能であって該保持部の先端に設けられたピニオンギアと、育苗トレイの底部に設けられた凹凸に噛合可能な凹凸を先端に有し、該先端を前記育苗トレイ棚の育苗トレイが載置される位置の直下から該移動手段側に移動可能であると共に該移動手段側から該位置の直下に移動可能なアームから成り前記育苗トレイ棚と前記ピニオンギアの間で育苗トレイを移動させる補助移動手段とを備え、前記多段型発芽棚、前記多段型育苗棚及び前記多段型出荷棚と該移動手段の間で育苗トレイを移載する移載手段と
   を有することを特徴とする苗育成システム。
2. 更に、育成する植物に合わせて前記収納庫内の環境因子を制御する環境制御手段を有することを特徴とする請求項１に記載の苗育成システム。
3. 前記多段型出荷棚が、前記多段型発芽棚及び前記多段型育苗棚よりも、前記収納庫が有する扉に近い位置に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の苗育成システム。
4. 前記通路が、前記収納庫が有する扉から奥へ、前記収納庫内の中央を通るように設けられており、前記育苗トレイ棚が該通路の両側に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の苗育成システム。
5. 前記収納庫が貨物輸送用コンテナであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の苗育成システム。
6. 前記育苗トレイ棚が、一段あたりのピッチが異なる段が混在するものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の苗育成システム。
7. 前記育苗トレイ棚が、一つの棚にピッチが異なる複数の段が混在するものであることを特徴とする請求項６に記載の苗育成システム。
8. a) 断熱処理を施した収納庫と、
   b) 育苗トレイを載置する載置部を有し、前記収納庫内の所定の通路を移動する移動手段と、
   c) 播種した育苗トレイを発芽時まで保持する多段型発芽棚、苗が発芽した育苗トレイを保持し人工光源及び自動潅水装置を有する多段型育苗棚、並びに育成が完了した苗の出荷作業を行うために該育苗トレイを保持する多段型出荷棚を前記収納庫内の前記通路の側方に並べて配置した育苗トレイ棚と、
   d) 前記移動手段に設けられ、
   d-1) 先端を、前記育苗トレイ棚の育苗トレイが載置される位置の直下から前記載置部に向かう移動方向に移動可能なアームと、
   d-2) 育苗トレイの底部に設けられた凹凸に、前記移動方向に関して係合可能であって、前記先端に固定されている凹凸と
   を備え、前記多段型発芽棚、前記多段型育苗棚及び前記多段型出荷棚と該載置部の間で育苗トレイを移載する移載手段と
   を有することを特徴とする苗育成システム。

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