JP6889795B1 - 栽培装置及び栽培設備 - Google Patents

Abstract

【課題】光源周辺の温度上昇を抑えつつ、容器内の植物の成長を良好に促進することが可能な栽培装置を提供する。【解決手段】少なくとも一部が容器内に入った状態の植物を栽培するための栽培装置であって、光源と、容器内に収容された攪拌体によって容器内の液体を攪拌させるために回転する回転体３０と、回転体及び光源を収容する筐体１２と、を備える。筐体１２は、筐体１２の高さ方向において互いに反対側に位置する第一面１４及び第二面１６を有し、第一面１４からは光源の光が出射され、第二面１６上には容器が載置される。【選択図】図９

Description

本発明は、植物を栽培するために用いられる栽培装置及び栽培設備に係り、特に、少なくとも一部が容器内に入った状態の植物を栽培するための栽培装置及び栽培設備に関する。

植物工場等のように、植物栽培用の装置（以下、栽培装置）を複数配置した栽培設備では、それぞれの栽培装置において、養液等の液体が貯留された容器内に少なくとも植物の一部を入れた状態で植物を栽培することがある。

例えば、特許文献１に記載の栽培設備では、複数の栽培装置として、鉛直方向に配置された複数の栽培棚が用いられる。各栽培棚には、棚上に載せられた栽培ベッドと、栽培ベッド内に設けられた貯留槽と、栽培ベッドの上面に被せられる生育パネルとが配置されている。また、生育パネルに形成された複数の孔によって支持された植物に光を照射する照明灯が各栽培棚に設けられ、さらに、各栽培ベッドの貯留槽に培養液を供給する送液手段が設置されている。

特開２００６−２６２７５０号公報

養液等の液体が貯留された容器内に植物を入れ、その植物に光を照射することによって当該植物を栽培する場合には、より良好に植物の成長を促すように栽培することが求められる。一方で、特許文献１のように照明から植物に光を照射すると、照明（光源）からの放熱によって周辺温度が上昇し、この温度上昇が植物の成長に影響を及ぼす虞がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、上記従来技術の問題点を解決すること、具体的には、光源周辺の温度上昇を抑えつつ、容器内の植物の成長を良好に促進することが可能な栽培装置及び栽培設備を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の栽培装置は、少なくとも一部が容器内に入った状態の植物を栽培するための栽培装置であって、光を発する光源と、容器内に収容された攪拌体によって容器内の液体を攪拌させるために回転する回転体と、回転体及び光源を収容する筐体と、を備える。筐体は、筐体の高さ方向において互いに反対側に位置する第一面及び第二面を有し、第一面からは光源の光が出射され、第二面上には容器が載置される。

本発明の栽培装置では、筐体の第一面から光源の光が照射され、その光を利用して植物を栽培することができる。また、筐体の第二面には、液体が貯留された容器が載置され、容器内の液体が攪拌体によって攪拌されることで、一部が容器に入った状態の植物の成長を良好に促進することができる。さらに、攪拌体によって容器内の液体を攪拌するために回転する回転体が、光源とともに筐体内に収容されているので、回転体の回転によって生じる気流によって光源周辺の温度の上昇を抑えることができる。

また、本発明の栽培装置は、筐体内に収容された送風機をさらに備えてもよく、送風機は、筐体の高さ方向において第一面が位置する側に設けられた第一の通気口を通じて送風し、あるいは吸気するとよい。
このような構成によれば、送風機が送る風（気流）を利用して植物周辺の空気を換気し、植物の成長をより一層促進することができる。

また、上記の構成において、筐体には、第一の通気口とは異なる位置に第二の通気口が設けられており、送風機は、第一の通気口及び第二の通気口のうちの一方を通じて吸気し、他方を通じて送風してもよい。かかる構成では、送風機の運転（すなわち、送風）によって筐体内で空気の流れが生じ、この結果、筐体内の光源周辺における温度上昇をより効果的に抑えることができる。

また、本発明の栽培装置において、光源は、点光源でもよい。また、本発明の栽培装置は、点光源からの光を拡散させるレンズをさらに備えてもよい。この場合、第一面には、レンズを露出させる孔が設けられており、第一の通気口は、第一面において孔とは異なる位置に設けられていると、好適である。かかる構成では、レンズを介した光の照射と干渉することなく、送風機が、第一の通気口を通じて送風又は吸気を行うことができる。

また、上記の構成において、第一の通気口は、第一面の中央領域に設けられているとよい。かかる構成であれば、筐体の第一面と対向する位置（例えば、第一面の真下の位置）に栽培対象の植物が存在する場合に、その植物周辺の空気を効果的に換気することができ、その植物をより良好に成長させることができる。

また、本発明の栽培装置において、筐体は、空洞部を取り囲む枠型形状をなしてもよい。また、本発明の栽培装置は、空洞部内に配置された送風機をさらに備えてもよく、送風機は、筐体の高さ方向において第一面が位置する側に向けて送風し、あるいは第一面が位置する側から吸気してもよい。かかる構成では、空洞部のスペースを有効活用して送風機を配置することができる。また、送風機が送る風（気流）を利用して植物周辺の空気を換気することにより、植物をより良好に成長させることができる。

また、上記の構成に関して言うと、筐体には、筐体の高さ方向において第二面が位置する側に位置し、且つ、空洞部と連通する通気路が設けられており、送風機は、通気路を通じて吸気し、あるいは送風するとよい。かかる構成では、筐体に設けられた通気路を通じて送風機の送風又は吸気が適切に実施される。

また、本発明の栽培装置において、筐体は、第一面を有する底壁と、第二面を有する天井壁と、高さ方向において底壁と天井壁との間に配置された側壁と、を有してもよい。この場合、底壁、天井壁及び側壁に囲まれた空間内に光源及び回転体が配置されていると、好適である。かかる構成では、回転体を光源と共に筐体内に収容することで光源周辺の温度上昇を抑える効果が、より顕著に発揮される。

また、本発明の栽培装置において、回転体は、筐体の高さ方向に延びる回転軸と一体的に回転する回転アームを備え、回転アームは、上記の高さ方向において第一面よりも第二面に近い位置に配置されているとよい。かかる構成では、回転アームが攪拌体により近い位置に配置されるので、攪拌体によって容器内の液体を攪拌させ易くなる。

また、本発明の栽培装置は、筐体内に収容され、回転体を駆動させるモータをさらに備えてもよい。このようにモータを筐体に収容することで、栽培装置をさらにコンパクト化（小型化）することができる。

また、前述した課題を解決するため、本発明の栽培設備は、上記の栽培装置を複数有し、複数の栽培装置が鉛直方向において互いに異なる位置に配置されていることを特徴とする。本発明の栽培設備によれば、複数の栽培装置の各々が本発明の栽培装置であるため、各栽培装置において、光源周辺の温度上昇を抑えつつ、容器内の植物の成長を良好に促進することができる。

本発明によれば、光源周辺の温度上昇を抑えつつ、容器内の植物の成長を良好に促進することが可能な栽培装置及び栽培設備が実現される。

栽培設備の外観を示す斜視図である。 栽培設備の模式正面図である。 容器及び栽培装置の断面図である。 筐体の平面図である。 筐体の側面図である。 筐体の正面図である。 筐体の斜視図であり、筐体を底面側から見たときの図である。 筐体内の各機器の配置位置を示す図である。 筐体内部を示す断面図である。 筐体内に生じる気流の流れを示す模式断面図である。 変形例に係る筐体を示す斜視図である。 図１１のＡ−Ａ断面を示す図である。 図１１のＢ−Ｂ断面を示す図である。

本発明の一実施形態（以下、本実施形態）について、添付の図面に示す好適な実施形態を参照しながら具体的に説明する。

なお、以下に説明する実施形態は、本発明の理解を容易にするために挙げた例であり、本発明を限定するものではない。すなわち、本発明は、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、以下に説明する実施形態から変更又は改良され得る。また、本発明には、その等価物が含まれる。

また、一部の図面では、図示の都合上、一部の部品を省略しており、例えば、図１では、栽培棚を支持する支柱等を省略している。また、図３では、後述のファン４０を簡略化し、内部構造の図示を省略して単純な四角形で図示している。

また、以下の説明では、特に断る場合を除き、各部品の位置、方向、向き及び姿勢等を、使用状態（具体的には、植物栽培に用いられる状態）での位置、方向、向き及び姿勢等によって表すこととする。例えば、筐体１２の高さ方向は、使用状態では鉛直方向に沿っており、筐体１２の下面１４が下方を向き、上面１６が上方を向いている。

［栽培設備］
本実施形態に係る栽培設備（以下、栽培設備１００）は、植物工場のような建物の屋内空間において複数の植物Ｐを栽培するために利用され、図１及び２に示すように複数の栽培ユニット１０２によって構成される。複数の栽培ユニット１０２は、それぞれ、鉛直方向に並ぶ複数の栽培棚１０４によって構成される。栽培設備１００を構成する栽培ユニット１０２の台数は、特に限定されず、少なくとも１台以上であればよい。また、栽培ユニット１０２を構成する栽培棚１０４の数は、少なくとも２段であればよく、３段以上でもよい。

複数の栽培棚１０４は、不図示の支柱によって支持され、それぞれの栽培棚１０４は、図１及び２に示すように、水平方向に延びる一対の棚フレーム１０４ａと、複数の栽培装置１０とを備える。一対の棚フレーム１０４ａは、それぞれ長尺の金属材であり、例えばリップ溝形鋼（Ｃ形鋼）のような形状を有し、それぞれのリップ部分が向かい合うように対向している。

一対の棚フレーム１０４ａの間には、複数の栽培装置１０が、棚フレーム１０４ａの長手方向に沿って一定間隔毎に配置されている。栽培装置１０は、平面視で略方形形状をなしており、数ｃｍ程度の厚み（本実施形態では約４ｃｍ程度）を有する。栽培装置１０は、一対の棚フレーム１０４ａに挟まれており、詳しくは、各棚フレーム１０４ａのリップ部分に後述する筐体１２の端部が挿し込まれることで各棚フレーム１０４ａに組付けられている。
なお、栽培装置１０の形状、特に平面視での形状は、特に限定されるものではなく、方形以外の形状でもよく、例えば、円形、楕円形、菱形又は台形等の方形以外の四角形、あるいは四角形以外の多角形でもよい。

栽培装置１０には、図１〜３に示すように植物栽培用の容器１が載せられる。容器１は、上部が開放された容器であり、その内部には栽培対象の植物Ｐの一部、具体的には植物Ｐの根部及び茎の下部が入れられる。容器１は、大規模な水槽ではなく、比較的容積が小さい個別容器であり、一つの容器１においては例えば一株の植物Ｐが栽培される。なお、一つの容器１において栽培される植物Ｐの数（株数）は、二つ以上でもよい。

なお、容器１の形状は、特に限定されないが、図１〜３に示すような略直方体形状でもよく、瓶形状又は鉢形状であってもよい。また、一台の栽培装置１０に載せられる容器１の個数は、特に限定されるものではない。

また、容器１内には、植物栽培に必要な水又は培養液等の液体が貯留されている。容器内に入った植物Ｐは、その一部分（すなわち、根部）が容器内の液体に浸かった状態で栽培される。つまり、本実施形態において、栽培装置１０は、少なくとも一部が容器１内に入った状態の植物Ｐを栽培し、詳しくは水耕栽培するために用いられる（図３参照）。

さらに、容器１内には、図３に示すように、攪拌体としてのマグネチックスターラ（以下、スターラ２）が収容されている。ただし、容器１内に収容されて容器１内の液体を攪拌するものであればスターラ２以外のものであってもよく、磁性体からなるプロペラ又はスクリュー等を攪拌体として用いてもよい。

なお、栽培装置１０によって栽培される植物Ｐは、特に限定されないが、水耕栽培に適した植物が好ましく、野菜等の可食用植物でもよく、花卉等の観賞用植物でもよい。また、栽培装置１０によって栽培される植物Ｐは、図１〜３に示すように、栽培期間中、一部分（例えば、茎の上部及び葉部当）が容器１の外に出た状態で生長する。

また、栽培装置１０は、図３に示すように、その下面から光を出射し、その出射光は、栽培装置１０の下方に位置する植物Ｐに照射される。詳しく説明すると、各栽培ユニット１０２では、図２に示すように、複数の栽培棚１０４が鉛直方向に並んでいる。つまり、複数の栽培装置１０は、鉛直方向に並び、換言すると、鉛直方向において互いに異なる位置に配置されている。そして、より上方に位置する栽培装置１０の下面から出射される光は、より下方に位置する栽培装置１０（例えば、直下の栽培装置１０）に載せられた容器１に入っている植物Ｐに照射され、当該植物Ｐによる光合成に利用される。

さらに、栽培装置１０は、送風機としてのファン４０を内蔵しており、下面に設けられた通気口（具体的には、筐体１２に設けられた第一の通気口１８）を通じて送風する機能を有する。つまり、より上方に位置する栽培装置１０は、より下方に位置する栽培装置１０（例えば、直下の栽培装置１０）に載せられた容器１に入っている植物Ｐに向けて送風することができる。

なお、本実施形態では、図１及び２に示すように、各栽培ユニット１０２において栽培装置１０が配置される高さ、すなわち、鉛直方向における栽培棚１０４同士の間隔が栽培ユニット１０２間で異なっている。これは、栽培期間中、植物Ｐを栽培させる栽培ユニット１０２を、その植物Ｐの成度合い（例えば、容器１の外に出ている部分のサイズ等）に応じて変えるためである。

具体的に説明すると、図２に示すように、栽培設備１００において、栽培初期の植物Ｐは、小サイズであるため、栽培棚１０４の間隔がより狭い栽培ユニット１０２の栽培装置１０によって栽培される。これに対し、栽培後期の植物Ｐは、大サイズであるため、栽培棚１０４の間隔がより広い栽培ユニット１０２の栽培装置１０によって栽培される。ただし、これに限定されるものではなく、鉛直方向における栽培棚１０４同士の間隔が栽培ユニット１０２間で同一でもよい（揃っていてもよい）。

［栽培装置］
栽培装置１０は、図４〜７に示す筐体１２を有する。筐体１２は、栽培装置１０の外形形状を規定しており、前述したように、平面視で略方形形状をなし、数ｃｍ程度の厚みを有する。また、筐体１２内には、図８及び９に示すように、光源としてのＬＥＤ（Light Emitting Diode）２０と、回路基板２６と、回転体３０と、駆動モータ３６と、ファン４０とが収容されている。

なお、図８は、図５のＸ−Ｘ断面を示しており、図９は、図４のＹ−Ｙ断面を示している。ちなみに、本来、図８に示す断面に回転体３０は現れないが、位置関係を示す都合上、図８において回転体３０を破線にて示している。また、図９中の一部の機器については簡略化して図示されており、例えば、ファン４０は、内部構造の図示を省略し単純な四角形で図示されている。

（ＬＥＤ）
ＬＥＤ２０は、点光源であり、図９に示すように、回路基板２６の下面に実装されている。本実施形態では、点光源としてＬＥＤ２０を用いているが、ＬＥＤ以外の点光源、具体的にはエレクトロルミネッセンス素子、又は半導体レーザを用いてもよい。

ＬＥＤ２０は、起動して光を発し、ＬＥＤ２０が発した光は、筐体１２の下面１４（第一面に相当）から植物Ｐに向けて出射される。より詳しく説明すると、図８に示すように、ＬＥＤ２０に対してレンズユニット２２が設けられている。レンズユニット２２は、ＬＥＤ２０が発した光を拡散させるものであり、公知のＬＥＤレンズによって構成され、円板状のレンズ２２ａと、円筒状のレンズ保持体２２ｂと有する。

レンズ保持体２２ｂは、ＬＥＤ２０を取り囲むように回路基板２６に装着され、図９に示すように、回路基板２６から筐体１２の下方に延びている。レンズ保持体２２ｂの下端部にレンズ２２ａが嵌め込まれている。レンズ２２ａの材質は、光を拡散するものであれば特に限定されないが、一例としてはＰＭＭＡ（Polymethyl Methacrylate）等が挙げられる。

また、筐体１２の下面１４には、レンズ保持体２２ｂの外径と略同径の孔（以下、円孔１５）が複数設けられており、図７に示すように、それぞれの円孔１５にレンズ２２ａが臨んでいる。厳密には、各円孔１５に、レンズ２２ａが配置されたレンズ保持体２２ｂの下端部が嵌合している。これにより、筐体１２の下面１４においてレンズ２２ａが露出している。つまり、円孔１５は、筐体１２の下面１４においてレンズ２２ａを露出させるために形成された孔である。

上記の構成により、ＬＥＤ２０が発光すると、その光がレンズ２２ａにて拡散され、筐体１２の下面１４から下側へ出射されるようになる。出射された光は、前述のように、筐体１２の下面１４よりも下方位置に存する植物Ｐに照射される（図３参照）。

本実施形態では、図８に示すように、ＬＥＤ２０及びレンズユニット２２の組み合わせが複数設けられており、図７に示すように、上記の組み合わせと同数の円孔１５が筐体１２の下面１４に設けられている。

複数のＬＥＤ２０と複数のレンズユニット２２は、図８に示すように筐体１２の中央位置（筐体１２の高さ方向から見たときの中央位置）を基準にして対称に配置されている。具体的に説明すると、ＬＥＤ２０及びレンズユニット２２の組み合わせの一部（図８に示す構成では８組）が、筐体１２の中央部に方形枠状に並んで配置されている。また、筐体１２の外縁部分に、筐体１２の下面１４の四辺のそれぞれに沿って、ＬＥＤ２０及びレンズユニット２２の組み合わせが複数組（図８に示す構成では各辺につき２組）配置されている。なお、ＬＥＤ２０及びレンズユニット２２の配置位置については、図７及び８に示すような規則的な配置位置に限定されず、ランダムな配置位置でもよい。

また、回路基板２６にはＤＭＸ（ＤＭＸ：光源制御用の通信プロトコル）デコーダ２８が取り付けられ、各ＬＥＤ２０に対して調光を行うことができる。また、回路基板２６は、図８に示すように、水平方向において筐体１２の内部空間全体に広がっている。そのため、筐体１２の内部空間は、図９に示すように、回路基板２６によって上下２つの空間に仕切られている。

（回転体及び駆動モータ）
回転体３０は、駆動モータ３６の回転が伝達されることで回転する。各栽培装置１０において、回転体３０が回転すると、当該各栽培装置１０の筐体１２の上面１６（第二面に相当）に載せられた容器１内のスターラ２が回転（自転）する。これにより、容器１内の液体が攪拌される。

容器１内の養液が攪拌されると、容器１内において植物Ｐの根周辺とそれ以外の場所との間で、液体中の成分濃度（例えば、培養液中の養分の濃度、又は、植物Ｐから排出される有機酸等の濃度）を均一化することができる。これにより、植物Ｐの根周辺における成分濃度の局所的変化を抑えることができ、結果として、植物Ｐの成長が良好に促進されることになる。

回転体３０は、マグネチックスターラを回転させる公知の機器と同様の構造であり、図９に示すように、筐体１２の高さ方向（すなわち、鉛直方向）に延びる回転軸３２と、回転軸３２と一体的に回転する回転アーム３４とを有する。回転軸３２は、駆動モータ３６に直結され、駆動モータ３６が起動することで回転する。回転アーム３４は、回転軸３２と直交する長尺体であり、その中央部に回転軸３２が連結され、その両端には永久磁石（不図示）が取り付けられている。

そして、回転体３０が回転し、すなわち回転アーム３４が回転すると、その上方（詳しくは、直上位置）に存するスターラ２が回転（自転）する。また、本実施形態において、回転アーム３４は、図９に示すように、筐体１２の高さ方向において筐体１２の下面１４よりも上面１６に近い位置に配置されている。これにより、上面１６に載せられた容器１内のスターラ２を回転させ易くなり、換言すると、その容器１内の液体を攪拌し易くなる。

また、図１０に示すように、回転アーム３４が回転することで筐体１２の内部に気流が生じ、この気流によって、筐体１２の内部の温度上昇、特に光源２０周辺の温度上昇を抑えることができる。このように本実施形態では、スターラ２を回転させる回転体３０を、光源２０周辺の冷却用機器として兼用することができる。この結果、本実施形態では、光源２０周辺の冷却用機器を個別に設ける構成と比較して部品点数が少なくなり、冷却用機器の収容スペースも削減できるので、より小型且つ軽量な栽培装置１０を実現することができる。

また、筐体１２の内部空間は、前述したように回路基板２６によって上下２つの空間に仕切られており、図９に示すように、回転アーム３４は、上下２つの空間のうち、上側の空間内に配置されている。そのため、回転アーム３４が回転すると、図１０に示すように、筐体１２の内部空間のうち、回路基板２６よりも上側に位置する空間内で気流が生じる。そして、気流により、主として回路基板２６の上面が冷却され、その結果、回路基板２６の下面に固定された光源（ＬＥＤ２０）及びその周辺の温度が上昇するのを抑えることができる。

なお、回転アーム３４の代わりに、プロペラ等の回転翼であって、回転翼の各羽根の先端部分に永久磁石を取り付けたものを用いてもよい。また、回転アーム３４及び回転翼に用いられる永久磁石は、回転体３０の重量を軽量化する目的から、より磁力が強い磁石であることが好ましい。

駆動モータ３６は、図９に示すように、回転アーム３４の下方位置、厳密には、回転アーム３４の中央部分の直下位置に配置されている。また、本実施形態では、栽培装置１０の小型化（薄型化）のために、駆動モータ３６は、図８に示すように水平方向においてＬＥＤ２０の間のスペース、詳しくはレンズユニット２２の間のスペースに配置されている。

なお、ＬＥＤ２０の間のスペースという比較的狭いスペースに駆動モータ３６を配置する理由から、本実施形態では、ギアードモータが駆動モータ３６として採用されている。ただし、駆動モータ３６の種類については、特に限定されるものではない。

また、駆動モータ３６は、その中心軸が筐体１２の高さ方向に沿った姿勢、すなわち直立姿勢で筐体１２内に収容されている。また、本実施形態では、図９に示すように、駆動モータ３６が、栽培装置１０の小型化（薄型化）のために筐体１２の高さ方向において回路基板２６を貫いた状態で配置されている。

また、筐体１２の高さ方向から見たときに、駆動モータ３６の外縁（換言すると、駆動モータ３６が存在する範囲）が、回転体３０の回転範囲、つまり、回転アーム３４が回転する際のアーム先端の移動軌跡よりも十分に小さくなっている（図８参照）。分かり易く説明すると、平面視での駆動モータ３６の形状を略円形又は略楕円形としたとき、その直径又は長径が回転体３０の回転径（すなわち、回転アーム３４の全長）の１／２以下である。これにより、回転アーム３４の永久磁石と駆動モータ３６内の永久磁石との干渉が低減されるため、回転体３０の回転への影響（例えば、低速回転時に停止してしまう可能性）が軽減される。

スターラ２を回転させる一般的な機器（通常のスターラ本体）では、筐体１２の高さ方向から見たときに、回転体３０が筐体１２の中央部分に配置される。これに対し、本実施形態では、図８に示すように、筐体１２の中央部分からずれた位置、つまり、筐体１２の外縁寄りの位置に回転体３０が配置されている。これは、筐体１２の中央部分で行われる動作として、ファン４０の送風を回転体３０の回転（換言すると、スターラ２の回転）よりも優先し、そのためにファン４０を筐体１２の中央部分に配置し、回転体３０を中央部分からずれた位置に配置している。

（ファン）
ファン４０は、その全体が筐体１２内に収容されており、筐体１２の外から筐体１２内に導入された空気を吸気し、その空気を筐体１２の外に排出する。ファン４０から送られる風（空気）は、筐体１２の下面１４を通過し、筐体１２の下方に位置する植物Ｐ、厳密には植物Ｐのうち、容器１の外に出ている部分（具体的には葉部及び茎部）に向かう。これにより、植物Ｐの葉周辺の空気を攪拌（換気）することができる。この結果、植物Ｐの葉周辺における二酸化炭素の濃度が、光合成を促進させる上で適切な濃度に維持され、葉周辺における高湿度の空気が除去されて葉からの蒸散が適切に行われるようになる。

なお、ファン４０としては、公知のファン、好ましくはＤＣファンが利用可能であり、一例を挙げると、プロペラファン、シロッコファン、ターボファン、斜流ファン、及びラインフローファン（登録商標）等が利用可能である。

ファン４０は、ファンフレーム内に収容された回転翼（不図示）を備え、回転翼の中心軸は、筐体１２の高さ方向に沿っている。本実施形態では、図９に示すように、ファン４０が、筐体１２の高さ方向において、回路基板２６と筐体１２の底壁１２Ａとの間に配置されている。換言すると、ファン４０は、筐体１２の高さ方向においてＬＥＤ２０及びレンズユニット２２が配置されている側に設けられている。このような配置により、ファン４０を、ファン４０からの送風が当てられる植物Ｐに近付けることができ、植物Ｐの葉周辺の空気をより効率よく換気することができる。

また、栽培装置１０を小型化する目的から、ファン４０は、図８に示すように、水平方向においてＬＥＤ２０の間のスペース、詳しくはレンズユニット２２の間のスペースに配置されている。本実施形態では、図８に示すように、筐体１２の中央部分（筐体１２の高さ方向から見たときの中央部分）においてレンズユニット２２に囲まれたスペースにファン４０が配置されている。

回路基板２６のうち、ファン４０の直上に位置する部分には、通気用の貫通穴が形成されている。また、筐体１２の底壁１２Ａのうち、ファン４０の直下に位置する部分にも通気用の貫通穴が形成されており、筐体１２の下面１４のうち、上記の貫通穴が形成された領域には、第一の通気口１８が設けられている。ここで、第一の通気口１８は、筐体１２の高さ方向において下面１４が位置する側に設けられた通気口である。

また、本実施形態において、第一の通気口１８は、筐体１２の下面１４において、図７に示すように、光散乱用のレンズ２２ａを露出させるために形成された円孔１５とは異なる位置に設けられている。これにより、レンズ２２ａとの干渉を避けて、ファン４０による送風を行うことができる。

上記の構成の下でファン４０が起動すると、筐体１２内の空気、特に回路基板２６よりも上側にある空気が回路基板２６の貫通孔を通じてファン４０に吸気される。そして、ファン４０は、筐体１２の下面１４に設けられた第一の通気口１８を通じて送風する。本実施形態では、図７に示すように、第一の通気口１８が筐体１２の下面１４の中央領域に設けられているため、ファン４０からの風が筐体１２の下面１４の中央領域から下方に向かって流れる。これにより、筐体１２の下方で栽培される植物Ｐ、特に筐体１２の直下に位置する植物Ｐに対して効果的に風を送ることができる。

なお、本実施形態では、ファン４０が第一の通気口１８を通じて送風する（つまり、排気する）こととしたが、これに限定されるものではなく、ファン４０が第一の通気口１８を通じて吸気するものであってもよい。ただし、ファン４０から、その直下の植物Ｐに向けて風を送ることができる点では、ファン４０が第一の通気口１８を通じて送風する構成の方がより好ましい。

（筐体）
筐体１２は、容器１を載せる台として機能するとともに、前述した各機器（すなわち、ＬＥＤ２０、レンズユニット２２、回転体３０、駆動モータ３６及びファン４０）を内部に収容する。このように筐体１２内に上記の機器がすべて収容されることにより、栽培装置１０が十分に小型化（コンパクト化）されている。

筐体１２は、筐体１２の高さ方向において互いに反対側に位置する下面１４及び上面１６（すなわち、第一面及び第二面）を備える。本実施形態において、下面１４及び上面１６は、それぞれ平坦面であり、略方形状の面である。

また、本実施形態において、筐体１２は、図９に示すように、下面１４を有する底壁１２Ａと、上面１６を有する天井壁１２Ｂと、筐体１２の高さ方向において底壁１２Ａと天井壁１２Ｂとの間に配置された側壁１２Ｃと、を有する。そして、底壁１２Ａ、天井壁１２Ｂ、及び側壁１２Ｃに囲まれた空間（すなわち、閉空間）内に、ＬＥＤ２０、レンズユニット２２、回転体３０、駆動モータ３６及びファン４０が配置されている。

筐体１２の構造についてさらに説明すると、側壁１２Ｃは、平面視で略方形状である筐体１２の四辺部分をなしており、四辺部分のうち、互いに対をなす二辺に相当する部分（以下、側面部）には、図５に示すように円形の貫通穴が複数（図５に示す構成では２つ）形成されている。側面部に形成された複数の貫通穴が第二の通気口１９を構成しており、前述の第一の通気口１８とは異なる位置に設けられている。第二の通気口１９は、筐体１２の高さ方向においては回路基板２６の配置位置よりも上方（上面１６が位置する側）に形成されている。

そして、筐体１２内でファン４０が起動すると、筐体１２の側面部に設けられた第二の通気口１９から筐体１２内（より詳しくは、回路基板２６によって上下２つの空間に仕切られた筐体１２の内部空間のうち、上方の空間）に空気が導入される。筐体１２内に導入された空気は、ファン４０によって吸気された後に、筐体１２の下面１４に設けられた第一の通気口１８を通じて排気される。つまり、本実施形態において、ファン４０は、第二の通気口１９を通じて吸気し、第一の通気口１８を通じて送風する。ただし、その逆でもよく、ファン４０が第一の通気口１８を通じて吸気し、第二の通気口１９を通じて送風してもよい。

筐体１２の四辺部分をなす側壁１２Ｃのうち、第二の通気口１９が形成された側面部とは異なる二辺に相当する部分（以下、正面部及び背面部）の一方又は両方には、図６に示すように給電用コネクタ１７が設けられている。給電用コネクタ１７としては、筐体１２に対して着脱可能なコネクタが好ましく、マグネット端子によるコネクタがより好ましい。

給電用コネクタ１７が不図示の外部電源と電気的に接続されると、回路基板２６中の電源供給回路（不図示）を通じてＬＥＤ２０、駆動モータ３６及びファン４０の各々に電力が供給される。なお、栽培装置１０各部への電力供給は、不図示の外部電源と給電用コネクタ１７との接続を通じてなされる場合に限定されず、栽培装置１０に搭載された内部バッテリ（不図示）から電力が供給されてもよい。あるいは、筐体１２の外壁面（特に、上面１６）に太陽電池を配置し、太陽電池で発電された電力を栽培装置１０各部に供給してもよい。あるいは、公知の非接触方式の給電機構によって、栽培装置１０各部に電力を供給してもよい。

筐体１２の内部には、図９に示すように、天井壁１２Ｂから底壁１２Ａに向かって柱状の突出部１３が延びている。突出部１３は、筐体１２が有する４つの角部の各々の周辺に配置されており、筐体１２の高さ方向に沿って突出している。そして、計４つの突出部１３に回路基板２６が保持されており、これにより、筐体１２内における回路基板２６の配置位置が固定されている。

［変形例に係る栽培装置］
次に、変形例に係る栽培装置１０Ｘについて、図１１〜１３を参照しながら説明する。以下では、変形例に係る栽培装置１０Ｘの構成に関して、上述した栽培装置１０と異なる点について、主として説明する。また、図１１〜１３に示す変形例に係る栽培装置１０Ｘの構成機器のうち、上述した栽培装置１０の構成機器と共通する機器に対しては、上述した栽培装置１０と同じ符号が付されている。
なお、図１２は、図１１のＡ−Ａ断面を示しており、図１３は、図１１のＢ−Ｂ断面を示している。ちなみに、図１２及び１３中の一部の機器については簡略化して図示されており、例えば、ファン４０は、内部構造の図示を省略して図示されている。

変形例に係る栽培装置１０Ｘでは、図１１〜１３に示すように、ファン４０が筐体１２Ｘ内には配置されておらず、筐体１２Ｘによって囲まれる凹部空間（以下、空洞部Ｈ）内にファン４０が配置されている。

変形例に係る栽培装置１０Ｘが備える筐体１２Ｘ（以下、変形例の筐体１２Ｘ）は、図１１に示すように、平面視で空洞部Ｈを取り囲む枠型形状、詳しくは、矩形枠形状をなしている。空洞部Ｈは、平面視で矩形形状をなしており、その内周面は、ファン４０の外縁（厳密には、ファンフレームの外周面）とフィットする形状をなしている。

そして、ファン４０は、空洞部Ｈ内に嵌め込まれており、これにより筐体１２Ｘに組み付けられて固定されている。かかる状態では、ファン４０の上端及び下端（つまり、通気方向における両端面）が筐体１２Ｘの外側に位置するようになり、具体的には、ファン４０の上端が筐体１２Ｘの上面１６から露出し、ファン４０の下端が筐体１２Ｘの下面１４から露出する。

また、変形例の筐体１２Ｘにおいて、筐体１２Ｘの高さ方向において上面１６（第二面）が位置する側には、通気路４２が形成されている。通気路４２は、図１１及び１２に示すように、筐体１２Ｘの上面１６の一部を窪ませて構成された断面矩形状の溝であり、筐体１２Ｘの外側に設けられており、空洞部Ｈと連通している。

通気路４２についてより詳しく説明すると、図１１に示すように、平面視で方形状である上面１６には、十字状に交差する一対の通気路４２が設けられている。一対の通気路４２のうちの一方は、上面１６の四辺のうち、互いに向かい合う二辺の中央部分同士を繋ぐように設けられ、もう一方の通気路４２は、残りの二辺の中央部分同士を繋ぐように設けられている。また、それぞれの通気路４２は、図１２に示すように、筐体１２Ｘの高さ方向において回路基板２６より上側（つまり、ＬＥＤ２０が実装されている側の反対側）に設けられている。

そして、平面視で一対の通気路４２が交差する位置には空洞部Ｈが設けられており、前述したように空洞部Ｈにはファン４０が配置されている。これにより、ファン４０が起動すると、図１３に示すように、筐体１２Ｘの外の空気が通気路４２を通じてファン４０に向かって流れてファン４０の上端から吸気され、吸気された空気は、ファン４０の下端から排気される。つまり、変形例に係る栽培装置１０Ｘにおいて、ファン４０は、通気路４２を通じて吸気し、筐体１２Ｘの下面１４が位置する側に向けて送風する。ただし、その逆でもよく、ファン４０は、下面１４が位置する側（すなわち、ファン４０の下端側）から吸気し、通気路４２を通じて送風してもよい。

変形例の筐体１２Ｘには通気路４２が設けられているため、図１１に示すように、上面１６には凹凸が形成されていることになる。上面１６の凹部は、通気路４２であり、凸部は、周囲よりも上方に隆起している部分、すなわち通気路４２以外の部分である。そして、凸部の上に容器１が載せられる。また、変形例では、図１１に示すように、筐体１２Ｘの内部空間のうち、凸部に相当する領域に回転体３０及び駆動モータ３６が配置されている。これにより、ファン４０による送風に干渉せずに回転体３０を回転させることができる。

なお、図１２に示すように、上面１６における凹部と凸部との高低差は、回転体３０の厚み、厳密には回転アーム３４の厚みよりも大きく設定されると好適である。この場合には、筐体１２Ｘの内部空間のうち、凸部に相当する領域に回転アーム３４を適切に配置することができる。特に、栽培装置１０Ｘを小型化（薄型化）する理由から、図１２に示すように、筐体１２Ｘの高さ方向において通気路４２（凹部）が存する範囲内に回転アーム３４を配置するのが好ましい。

以上のように、変形例に係る栽培装置１０Ｘは、筐体１２Ｘの外にファン４０及び通気路４２が設けられている点で上述した栽培装置１０と異なるが、それ以外の点では両方の栽培装置１０，１０Ｘは共通する。すなわち、変形例に係る栽培装置１０Ｘも、本発明の栽培装置として、前述の効果を奏するものである。

［その他の実施形態］
以上までに本発明の栽培装置及び栽培設備について、具体例を挙げて説明したが、上述した実施形態は、あくまでも一例に過ぎず、他の実施形態も考えられ得る。

上述した実施形態では、ＬＥＤ２０、回転体３０及びファン４０のすべてが筐体１２，１２Ｘ内に収容されていることとしたが、少なくともＬＥＤ２０及び回転体３０が筐体１２，１２Ｘ内に収容されていればよく、ファン４０は、筐体１２，１２Ｘから離れた位置、例えば、筐体１２，１２Ｘの直下位置に配置されてもよい。

上述した実施形態では、筐体１２，１２Ｘ内において回路基板２６よりも上側（つまり、ＬＥＤ２０が実装されている側とは反対側）で回転体３０の回転アーム３４が回転することとした。ただし、これに限定されず、ＬＥＤ２０が実装されている側と同じ側で回転アーム３４が回転してもよい。

また、回転体３０が回転すると、筐体１２，１２Ｘの内部空間のうち、回路基板２６よりも上側に位置する空間内で気流が生じ、主として回路基板２６の上面が冷却される。ここで、回路基板２６の所定位置、特に回転体３０周辺の位置に貫通穴が形成されてもよい。この場合には、回転体３０の回転によって生じる気流が貫通穴を通じて回路基板２６の下側（すなわち、ＬＥＤ２０が実装されている側）に回り込むようになり、その気流によってＬＥＤ２０周辺を冷却することができる。

上述した実施形態では、筐体１２，１２Ｘの内部空間が底壁１２Ａ、天井壁１２Ｂ及び側壁１２Ｃに囲まれた閉鎖空間であることとしたが、これに限定されず、例えば、底壁１２Ａが設けられず下端が開放された筐体でもよい。

１ 容器
２ スターラ
１０，１０Ｘ 栽培装置
１２，１２Ｘ 筐体
１２Ａ 底壁
１２Ｂ 天井壁
１２Ｃ 側壁
１３ 突出部
１４ 下面（第一面）
１５ 円孔（孔）
１６ 上面（第二面）
１７ 給電用コネクタ
１８ 第一の通気口
１９ 第二の通気口
２０ ＬＥＤ（光源，点光源）
２２ レンズユニット
２２ａ レンズ
２２ｂ レンズ保持体
２６ 回路基板
２８ ＤＭＸデコーダ
３０ 回転体
３２ 回転軸
３４ 回転アーム
３６ 駆動モータ（モータ）
４０ ファン（送風機）
４２ 通気路
１００ 栽培設備
Ｈ 空洞部
Ｐ 植物

Claims (11)

1. 少なくとも一部が容器内に入った状態の植物を栽培するための栽培装置であって、
   光を発する光源と、
   前記容器内に収容された攪拌体によって前記容器内の液体を攪拌させるために回転する回転体と、
   前記回転体及び前記光源を収容する筐体と、を備え、
   前記筐体は、前記筐体の高さ方向において互いに反対側に位置する第一面及び第二面を有し、前記第一面からは前記光源の光が出射され、前記第二面上には前記容器が載置される、栽培装置。
2. 前記筐体内に収容された送風機をさらに備え、
   前記送風機は、前記高さ方向において前記第一面が位置する側に設けられた第一の通気口を通じて送風し、あるいは吸気する、請求項１に記載の栽培装置。
3. 前記筐体には、前記第一の通気口とは異なる位置に第二の通気口が設けられており、
   前記送風機は、前記第一の通気口及び前記第二の通気口のうちの一方を通じて吸気し、他方を通じて送風する、請求項２に記載の栽培装置。
4. 前記光源が点光源であり、
   前記点光源からの光を拡散させるレンズをさらに備え、
   前記第一面には、前記レンズを露出させる孔が設けられており、
   前記第一の通気口は、前記第一面において前記孔とは異なる位置に設けられている、請求項２又は３に記載の栽培装置。
5. 前記第一の通気口は、前記第一面の中央領域に設けられている、請求項２乃至４のいずれか一項に記載の栽培装置。
6. 前記筐体は、空洞部を取り囲む枠型形状をなしており、
   前記空洞部内に配置された送風機をさらに備え、
   前記送風機は、前記高さ方向において前記第一面が位置する側に向けて送風し、あるいは前記第一面が位置する側から吸気する、請求項１に記載の栽培装置。
7. 前記筐体には、前記高さ方向において前記第二面が位置する側に位置し、且つ、前記空洞部と連通する通気路が設けられており、
   前記送風機は、前記通気路を通じて吸気し、あるいは送風する、請求項６に記載の栽培装置。
8. 前記筐体は、前記第一面を有する底壁と、前記第二面を有する天井壁と、前記高さ方向において前記底壁と前記天井壁との間に配置された側壁と、を有し、
   前記底壁、前記天井壁及び前記側壁に囲まれた空間内に前記光源及び前記回転体が配置されている、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の栽培装置。
9. 前記回転体は、前記高さ方向に延びる回転軸と一体的に回転する回転アームを備え、
   前記回転アームは、前記高さ方向において前記第一面よりも前記第二面に近い位置に配置されている、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の栽培装置。
10. 前記筐体内に収容され、前記回転体を駆動させるモータをさらに備える、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の栽培装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれか一項に記載された栽培装置を複数有し、複数の前記栽培装置が鉛直方向において互いに異なる位置に配置されている、栽培設備。

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