WO2014174757A1 - 植物育成装置及び植物育成方法 - Google Patents

Abstract

　植物育成装置は、下部に養液Ｆが溜められる容器１と、容器１の内部において植物Ｐを保持する保持部２と、容器１の内部に養液Ｆを噴霧する噴霧部３と、保持部２を支持し、保持部２が、噴霧部３により噴霧された養液Ｆが植物Ｐの根Ｑに供給される噴霧領域Ｄ１から容器１に溜められた養液Ｆが植物Ｐの根Ｑに供給される浸漬領域Ｄ２までの範囲における、噴霧部３の駆動状態に応じた位置となるように、保持部２を移動させる支持部５とを備える。

Description

植物育成装置及び植物育成方法

　本発明は、水耕栽培により植物を育成する植物育成装置及び植物育成方法に関する。

　土を使用しないで植物を育成する養液栽培として、植物支持体である培地に養液を浸透させることにより栽培を行なう固形培地耕、植物の根を直接養液に浸漬させることにより栽培を行う水耕栽培等が知られている。固形培地耕としては、ウレタン耕、ロックウール耕等がある。水耕栽培としては、湛液水耕、薄膜水耕等がある。その他、水耕栽培において、供給する養液や水の使用量を低減する目的で、養液を噴霧することにより植物に養液を供給する噴霧耕栽培がある（特許文献１参照）。

特開２０１２－２２３１２７号公報

　しかしながら、噴霧耕栽培では、少ない養液で栽培を行なうため、停電などで電力供給が停止すると、養液の噴霧が停止され、根が乾燥状態となり植物が枯死してしまう恐れがある。
　本発明は、上記問題点を鑑み、植物の枯死を低減する植物育成装置及び植物育成方法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、本発明の第１の態様は、下部に養液が溜められる容器と、容器の内部において植物を保持する保持部と、容器の内部に養液を噴霧する噴霧部と、保持部を支持し、保持部が、噴霧部により噴霧された養液が植物の根に供給される噴霧領域から容器に溜められた養液が植物の根に供給される浸漬領域までの範囲における、噴霧部の駆動状態に応じた位置となるように、保持部を移動させる支持部とを備える植物育成装置であることを要旨とする。

　本発明の第２の態様に係る植物育成装置は、第１の態様に係る植物育成装置において、噴霧部に電力を供給する電力供給部と、電力供給部の電力の供給状態を検知する電力供給検知部とを更に備え、支持部は、電力供給検知部が検知する電力の供給状態に応じて、保持部を移動させることを特徴とする。

　本発明の第３の態様に係る植物育成装置は、第１又は第２の態様に係る植物育成装置において、支持部は、噴霧部が駆動している場合、保持部が噴霧領域に位置するように、噴霧部が駆動していない場合、保持部が浸漬領域に位置するように、保持部を移動させることを特徴とする。

　本発明の第４の態様に係る植物育成装置は、第１～第３のいずれかの態様に係る植物育成装置において、支持部は、流体圧機構を有し、噴霧部が駆動していない場合において、電力を使用せず、保持部が浸漬領域に位置するように、保持部を移動させることを特徴とする。

　本発明の第５の態様に係る植物育成装置は、第１～第４のいずれかの態様に係る植物育成装置において、容器に溜められる養液の水位を調整する水位調整部を更に備えることを特徴とする。

　本発明の第２の態様は、保持部が、下部に養液が溜められる容器の内部において植物を保持するステップと、噴霧部が、容器の内部に養液を噴霧するステップと、噴霧部が駆動している場合、保持部が、噴霧部により噴霧された養液が植物の根に供給される噴霧領域に位置するように、保持部を移動させるステップと、噴霧部が駆動していない場合、保持部が、容器に溜められた養液が植物の根に供給される浸漬領域に位置するように、保持部を移動させるステップとを含む植物育成方法であることを要旨とする。

図１は、本発明の実施の形態に係る植物育成装置の基本的な構成を説明する模式的な図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る植物育成装置の電力供給停止時における動作を説明する模式的な図である。 図３は、本発明の実施の形態に係る植物育成装置が備える支持部の一例を説明する図である。 図４は、本発明の実施の形態に係る植物育成装置の電力供給停止時における支持部動作を説明する図である。

　次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付し、重複する説明を省略している。但し、以下に示す実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、下記の実施の形態に例示した装置や方法に構成を特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

（植物育成装置）
　本発明の実施の形態に係る植物育成装置は、図１に示すように、容器１と、容器１の内部において、植物Ｐを保持する保持部２と、噴霧部３と、水位調整部４と、保持部２を支持する支持部５とを備える。

　容器１は、内部の下部に養液Ｆが溜められる。容器１は、例えば、上面の全面を開口する直方体状の水槽である。容器１は、例えば、導入口及び排出口を備え、下部において、養液Ｆが外部を介して循環的に供給されるようにしてもよい。

　保持部２は、支持部５により容器１の内部に位置するように支持される。保持部２は、例えば、貫通孔を有する板状又はシート状の部材である。保持部２は、例えば、複数の貫通孔において、複数の植物Ｐの上部と下部を隔てるように、複数の植物Ｐの茎をそれぞれ保持する。植物Ｐの上部は、植物Ｐの茎、葉等である。植物Ｐの下部は、根Ｑ等である。

　噴霧部３は、保持部２に覆われた、容器１の内部に養液Ｆを噴霧する。噴霧部３は、例えば、容器１に溜められた養液Ｆの水面に位置し、溜められた養液Ｆを吸い上げて、上方に向けて噴霧する。噴霧部３は、容器１の外部から養液Ｆを供給され、容器１の内部に噴霧するようにしてもよい。

　水位調整部４は、容器１に溜められた養液Ｆの水位を所定の水位に調整する。水位調整部４は、例えば、容器１の下部に養液Ｆを導入する導入口と、容器１に溜められた養液Ｆの水位が所定の水位を超えないように容器１の外部に養液Ｆを排出する排出口とを備える。

　支持部５は、噴霧部３の駆動状態に応じて、保持部２を移動させる。支持部５は、噴霧部３が正常に駆動している場合、保持部２が、噴霧部３により噴霧された養液Ｆが植物Ｐの根Ｑに供給される噴霧領域Ｄ１に位置するように、保持部２を移動させる。支持部５は、図２に示すように、噴霧部３が正常に駆動していない場合、保持部２が、容器１に溜められた養液Ｆが植物Ｐの根Ｑに供給される浸漬領域Ｄ２に位置するように、保持部２を移動させる。

　このように、支持部５は、保持部２が、噴霧領域Ｄ１から浸漬領域Ｄ２までの範囲における、噴霧部３の駆動状態に応じた位置となるように、保持部２を移動させる。保持部２が噴霧領域Ｄ１に位置する場合、植物Ｐの根Ｑは、噴霧部３により噴霧された養液Ｆが供給される。保持部２が浸漬領域Ｄ２に位置する場合、植物Ｐの根Ｑは、容器１に溜められた養液Ｆが供給される。

　本発明の実施の形態に係る植物育成装置は、その他、支持部５を駆動させる駆動部６と、噴霧部３、水位調整部４及び駆動部６に電力を供給する電力供給部８と、電力供給部８の噴霧部３に対する電力の供給状態を検知する電力供給検知部９とを備える。噴霧部３、水位調整部４及び駆動部６は、電力供給部８により供給される電力により駆動される。

　駆動部６は、電力供給検知部９が検知する電力の供給状態に応じて、支持部５が保持部２を移動させるように支持部５を駆動させる。即ち、支持部５は、電力供給部８の噴霧部３に対する電力の供給が停止し、噴霧部３の駆動が停止すると、保持部２が浸漬領域Ｄ２に位置するように、保持部２を移動させる。

　支持部５及び駆動部６は、例えば、流体圧機構を有する。この場合、駆動部６は、ポンプ、コンプレッサ等の動力源を備え、支持部５は、ピストン、圧力モータ等のアクチュエータを備える。支持部５及び駆動部６は、電動機構等の他の方式の機構を有するようにしてもよい。この場合、駆動部６は、例えば、支持部５の内部に搭載された電動機等のアクチュエータとなる。

　駆動部６が、電力供給部８の駆動部６に対する電力の供給が停止する場合であっても駆動できるように、電力供給部８は、噴霧部３と、支持部５及び駆動部６とに、別個の系統で電力を供給するようにしてもよい。また、駆動部６は、電力供給部８と異なる外部装置から電力を供給されるようにしてもよい。

　本発明の実施の形態に係る植物育成装置によれば、噴霧部３の駆動状態に応じて保持部２の位置を変化させることにより、停電等により噴霧部３の駆動が停止した場合であっても、植物の枯死を低減することができる。

－支持部及び駆動部の構成－
　以下、本発明の実施の形態に係る植物育成装置が備える支持部５及び駆動部６の構成の一例として、支持部５及び駆動部６が空圧機構を有する場合について説明する。

　支持部５は、図３に示すように、筒状のシリンダ５１と、往復運動可能にシリンダ５１の内部に配置されるピストン５２と、下端側がピストン５２に連結するピストンロッド５３と、ピストンロッド５３の上端側に連結する支持板５４とを備える。シリンダ５１は、垂直方向に延伸し、それぞれ両端側が閉塞されている。

　ピストン５２は、例えば、シリンダ５１の内径に対応する平面パターンを有する板状の部材である。ピストン５２は、シリンダ５１の内部を、空気が導入されるシリンダ室５０と、シリンダ室５０の上方の空間とに分割するように、シリンダ５１の内部に配置される。ピストン５２は、シリンダ室５０側と反対側の上面において、ピストンロッド５３に連結する。

　ピストンロッド５３は、支持板５４に連結された上端側が、シリンダ５１の外部に位置するように、シリンダ５１の上端側を貫通して配置される。支持部５は、シリンダ５１の内部において、ピストンロッド５３の周囲に配置された弾性体５５を備える。

　弾性体５５は、例えば、ピストンロッド５３の周囲に巻かれ、それぞれ両端側が、シリンダ５１の上端側とピストン５２の上面側とを互いに離れる方向に押圧するように配置されたばねである。即ち、弾性体５５は、ピストン５２、ピストンロッド５３及び支持板５４が下方向に移動するように、ピストン５２に対して下方向の弾性力を作用させる。
　支持板５４は、下面側においてピストンロッド５３の上端側と連結し、上面側において、保持部２の下面側を支持する。

　駆動部６は、高圧空気供給部６１と、常閉型電磁弁６２とを備える。高圧空気供給部６１は、電力供給部８から電力を供給されることにより駆動する。高圧空気供給部６１は、空気を加圧、清浄、乾燥して、常閉型電磁弁６２を介して、シリンダ５１に形成された導入口からシリンダ室５０に高圧の空気を導入する。常閉型電磁弁６２は、電力供給部８から電力を供給されることにより駆動し、開状態となる。

　電力供給部８が電力の供給をしている場合、駆動部６が、開状態の常閉型電磁弁６２を介して、シリンダ室５０に高圧の空気を導入することにより、ピストン５２が上方に移動し、支持板５４は、保持部２が噴霧領域Ｄ１に位置するように、保持部２を支持する。

　図４に示すように、電力供給部８が電力の供給を停止している場合、駆動部６は駆動せず、常閉型電磁弁６２は、閉状態となる。この為、シリンダ室５０には、空気が導入されず、ピストン５２は、弾性体５５の弾性力により、下方に移動する。よって、支持板５４は、保持部２が浸漬領域Ｄ２に位置するように、保持部２を支持する。

　以上のような構成を備えることにより、支持部５及び駆動部６は、電力供給が停止された場合であっても、電力を使用せず、保持部２が浸漬領域Ｄ２に位置するように、保持部２を移動させることができ、植物の枯死を低減させることができる。

（その他の実施の形態）
　上記のように、本発明を実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

　例えば、既に述べた実施の形態において、電力供給検知部９は、電力供給部８の電力の供給により蓄電し、電力供給部８の停止時において、蓄電した電力を支持部５及び駆動部６に供給するようにしてもよい。

　上記の他、本発明の実施の形態及び変形例を応用した構成等、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

　特願２０１３－０８９４４２号（出願日：２０１３年４月２２日）の全内容は、ここに援用される。

　本発明によれば、植物の枯死を低減する植物育成装置及び植物育成方法を提供することができる。

　１　容器
　２　保持部
　３　噴霧部
　４　水位調整部
　５　支持部
　８　電力供給部
　９　電力供給検知部

Claims (6)

1. 　下部に養液が溜められる容器と、
   　前記容器の内部において植物を保持する保持部と、
   　前記容器の内部に養液を噴霧する噴霧部と、
   　前記保持部を支持し、前記保持部が、前記噴霧部により噴霧された養液が前記植物の根に供給される噴霧領域から前記容器に溜められた養液が前記植物の根に供給される浸漬領域までの範囲における、前記噴霧部の駆動状態に応じた位置となるように、前記保持部を移動させる支持部と
   　を備えることを特徴とする植物育成装置。
2. 　前記噴霧部に電力を供給する電力供給部と、
   　前記電力供給部の電力の供給状態を検知する電力供給検知部と
   　を更に備え、
   　前記支持部は、前記電力供給検知部が検知する電力の供給状態に応じて、前記保持部を移動させることを特徴とする請求項１に記載の植物育成装置。
3. 　前記支持部は、前記噴霧部が駆動している場合、前記保持部が前記噴霧領域に位置するように、前記噴霧部が駆動していない場合、前記保持部が前記浸漬領域に位置するように、前記保持部を移動させることを特徴とする請求項１又は２に記載の植物育成装置。
4. 　前記支持部は、流体圧機構を有し、前記噴霧部が駆動していない場合において、電力を使用せず、前記保持部が前記浸漬領域に位置するように、前記保持部を移動させることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の植物育成装置。
5. 　前記容器に溜められる養液の水位を調整する水位調整部を更に備えることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の植物育成装置。
6. 　保持部が、下部に養液が溜められる容器の内部において植物を保持するステップと、
   　噴霧部が、前記容器の内部に養液を噴霧するステップと、
   　前記噴霧部が駆動している場合、前記保持部が、前記噴霧部により噴霧された養液が前記植物の根に供給される噴霧領域に位置するように、前記保持部を移動させるステップと、
   　前記噴霧部が駆動していない場合、前記保持部が、前記容器に溜められた養液が前記植物の根に供給される浸漬領域に位置するように、前記保持部を移動させるステップと
   　を含むことを特徴とする植物育成方法。

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