以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は本発明の一実施形態の植物栽培装置における、駆動台の下降状態(下段部位置)での概略構成を示し、図2は本発明の一実施形態の植物栽培装置における、駆動台の上昇状態(上段部位置)での概略構成を示している。
本実施形態に記述する植物栽培装置1は、太陽光線を天井面から採光可能なビニールハウスやガラス室などのハウス内に設置され、日中は栽培植物の光合成を促進できるように太陽光線を利用可能であり、また栽培養液の散布を所定時間の間隔で行えるように構成されている。
植物栽培装置1は、多段の植物栽培棚における上段部と下段部それぞれに、植物の苗(例えばえんどう豆の種子を暗室で1週間位で発芽させた後に暗室の外に出した苗)を更に育生し製品とするための少なくとも1つの植物栽培容器80((図7及び図8参照)を配置収容したパレット60を所定の個数(図1及び図2では8パレット)ずつ搬送部300の下段部(一段目)及び上段部(二段目)に配設する。このとき、搬送部300には、パレット60を水平方向の一進行方向に一列状に並べて配設する。そして、上段部及び下段部の各段部に一列状に配設した前記所定個数(上下段部を合わせて16個)のパレット60を上段部及び下段部間でパレット単位で循環移動させながら、上段部にて太陽光線を照射できるように構成している。なお、搬送部300の上段部及び下段部の各段部の水平方向に一列状に連続的に配列するパレット数は、図1及び図2の配列例に限定されず、植物栽培装置1が設置されるハウスの敷地面積に応じて、例えば30m以上の長さになるようにパレットを多数個連続的に配列するように設計することもできる。
植物栽培装置1は、第1の駆動部100と、第2の駆動部200と、搬送部300と、を備えている。
搬送部300は、下段部側搬送路としての第1のレール部73,74と、上段部側搬送路としての第2のレール部75,76とを備えた二段構成となっている。この二段の搬送路を有する搬送部300では、第1の駆動部100と第2の駆動部200とを用いて、前記二段の搬送路に対するパレット搬出入及び循環移動が行われる。
第1の駆動部100は、二段構成の搬送部300の搬送方向の両端部分の一方の端部に設けられ、搬送されるパレット60に対する昇降動作及び引き出し/押し出し動作を行う。
第2の駆動部200は、前記二段構成の搬送部300の搬送方向の両端部分のもう一方の端部に設けられ、搬送されるパレット60に対する昇降動作及び引き出し/押し出し動作を行う。
第1の駆動部100と第2の駆動部200とは、植物栽培容器を搭載したパレット60を搬送する二段式の搬送部300の両端部(パレット搬出入端部)に設置され、上段部及び下段部間でパレット60を循環移動させるための循環駆動を実現するものである。第1の駆動部100と第2の駆動部200とは、構造的には同様な構成であるので、以下の説明の構造の説明では、主に第1の駆動部100について説明する。
第1の駆動部100は、略直方体形状に形成された金属製の枠体50と、この枠体50内に配設されて、上下にパレット60を昇降動作を行う一方、二段式搬送部300の上下段部の各段部におけるパレット搬出入端部において搬送部300に対するパレットの引き出し及び押し出し(以下、引き出し/押し出し、又は、押し出し/引き出しと略記)動作を行う駆動台10と、を備えている。
駆動台10は、パレット60を走行可能に保持する1パレット分の走行長さに予め必要とされる追加分を加えた長さ(全長は枠体50の奥行きに略同じ)を有したレール部12と、このレール部12を枠体50の第1の駆動空間内で第1の駆動源21にて昇降可能に支持すると共にレール部12内に載っているパレット60を第2の駆動源31にて水平方向(レール進行方向)に移動動可能に支持する支持台11と、前記支持台11に対して前記レール部12を一体的に固定するための接合プレート13と、支持台11の上面に固定されて後述のパレット押し出し用の当接板33をスライド可能に支持する支持板14と、を備えている。
第2の駆動部200の構造も、第1の駆動部100の構造と同様であるので、第1の駆動部100の各部11,12,13と対応する部分の説明には同一符号を付して説明することにする。
搬送部300は、一対の平行レール73,74で構成される前記第1のレール部と、一対の平行レール75,76で構成される前記第2のレール部と、前記第1のレール部と前記第2のレール部とを内部に支持して固定するための梁と柱によるコ字形状を有した、所定間隔に複数(図では7本)配設されたの枠体70と、を備えている。各々の枠体70は、例えば金属製であり、左右両側の2本の柱71と、該2本の柱71それぞれの上端間を結合する梁72と、を備えている。前記第1のレール部と前記第2のレール部とは、2本の柱71の内面に溶接等により固定されている。
また、植物栽培装置1は、栽培養液を散布するための散水機構90を備える。散水機構90としては、例えば、第1の駆動部100の枠体50の後方側の梁51の下側部分に、多数の滴下孔を備えた散水用パイプとして設けられている。
さらに、植物栽培装置1は、第1の駆動部100の駆動台10が下段部位置に下降したことを検知する位置検出センサ101と、第1の駆動部100の駆動台10が上段部位置に上昇したことを検知する位置検出センサ102と、第2の駆動部200の駆動台10が下段部位置に下降したことを検知する位置検出センサ103と、第2の駆動部200の駆動台10が上段部位置に上昇したことを検知する位置検出センサ104と、を備える。
なお、三段式の植物栽培装置では、最上段部と最下段部との間に配設される中段部の位置に第1の駆動部100の駆動台10が位置したことを検出する位置検出センサと、前記中段部の位置に第2の駆動部200の駆動台10が位置したことを検出する位置検出センサと、を更に備える。
さらに、植物栽培装置1は、搬送部300の下段部のパレット列のうちの進行方向終端位置にあるパレットが搬送部300の終端位置(第1の駆動部100内に入る直前の位置)に来たことをパレット側のマーク有無で検知するセンサ201と、搬送部300の上段部のパレット列のうちの進行方向終端位置にあるパレットが搬送部300の終端位置(第2の駆動部200内に入る直前の位置)に来たことをパレット側のマーク有無で検知するセンサ202と、を備える。また、三段式の植物栽培装置では、搬送部300の中段部のパレット列のうちの進行方向終端位置にあるパレットが搬送部300の終端位置(第1の駆動部100または第2の駆動部200内に入る直前の位置)に来たことをパレット側のマーク有無で検知するセンサを、更に備える。
なお、多段式の植物栽培装置1は、各段ともパレットの進行方向を変えて使用する場合があるので、各段の搬送路としてのレール部の両端部付近にそれぞれ1つずつ計2つのセンサを配置し、パレット列が進行方向の終端位置に達したことを検知するようにしてもよい。
植物栽培装置1は、さらに、前記位置検出センサ101〜104,及びセンサ201,202の検出結果に基づいて、第1の駆動部100における昇降動作及び引き出し/押し出し動作と、前記第2の駆動部200における昇降動作及び引き出し/押し出し動作とのタイミングを制御する制御装置(図示略)としてのコントローラを備えている。すなわち、図示しない制御装置が、第1及び第2の駆動部100及び200の昇降機構及び引き出し/押し出し機構の動作タイミングを制御することによってパレット列の循環駆動を制御する。
また、第1及び第2の駆動部100,200の付近には、作業者が操作する操作ボタン(図示略)が設けられており、作業者が操作ボタンを押すことにより、作業者が空パレットに対して積み込みを完了して該パレットを搬送させる指令が上記タイミング制御装置に送られるようになっている。
第1の駆動部100によれば、新たなパレットへの植物苗の搬入時は空のパレット60に作業者が下段部に相当する位置で植物栽培容器80を積み込んだ後、同作業者が枠体50の一部に取り付けられた操作ボタンを押すと、植物苗を積み込んだパレット60を搬送部300の例えば上段部に相当する位置に上昇させ、順次植物苗を積み込んだパレット60を搬送部300の上段部に対して順次に搬出し、上段部側搬送路を搬送していく。搬送部300の上下段部の全ての空きパレット60が積み込んだ植物苗で埋まった状態では、その状態で各パレット60を自動的に順次に循環動作させる。パレット60が搬送部300の上段部を搬送していく間は、上段部のパレットの植物苗はハウスの天井面から入射する太陽光線を受けて光合成を行うことができる。太陽光が照射している間は、搬送部300の上下段部を自動的に循環動作させ、日没し夜間に入ると、この循環動作を停止させ、翌日の日入りと共に自動循環動作を開始するようにタイマー制御すればよい。この循環動作の日数は植物の種類やその生育条件(温度や湿度など)の違いによって変えることが必要である。
なお、天候等の気象状態の悪化で太陽光利用が不都合な場合にも植物苗の光合成を可能とするために、蛍光灯照明やLED照明などの人工照明装置を各段部に適宜の間隔で枠体70などを支持材として用いて配置してもよい。或いは、人工照明装置として紫外線照射部を、各段の進行方向の終端側パレットの上部位置に配置することにより、植物苗に対する殺菌消毒を行う効果が得られる。紫外線照射部の配設位置を収穫前のパレットが配送される段部の少なくとも終端側パレットの上部位置とするように構成してもよい。
第2の駆動部200の動作も、第1の駆動部100の動作と同様な動作となる。植物苗を植物栽培装置1内の空きパレット60に積み込んで上段部側搬送路(第2のレール部)へ送り出すまでの積載動作の一例、及び上下段部のパレットへの積み込みが終了した後に植物苗への太陽光照射等を交互に行うために上段部のパレットと下段部のパレットとの入れ替えを行う入れ替え動作の一例については、図15〜図18で詳述する。
以下に、植物栽培装置1に関する各部の構成及び動作について図3〜図14を参照して更に説明する。
図3は植物栽培装置1における第1の駆動部100の昇降機構の一例を説明する斜視図である。
図3において、昇降機構は、枠体50に新たに設けた支持体22に取り付けられた平行ガイド24,24及びボールねじ23に対してスライドテーブル25のスライド用係合部25a,25aを係合し、第1の駆動部100の駆動台10を構成する前記支持台11及び前記レール部12をスライドテーブル25の表面に固着することにより、スライドテーブル25に固定した駆動台10を第1の駆動源21の駆動モータ(図示略)にてボールねじ23を回転させ、その回転に応じて上下方向Aに昇降可能にする。前記支持体22の代わりに枠体50の柱部分を利用してもよい。
昇降機構としては、第1の駆動源21の駆動モータ(図示略)の回転力を、ワイヤや滑車を用いて駆動台10に伝達して、駆動台10を昇降可能にする構成としてもよい。その他、第1の駆動源21の駆動モータ(図示略)の回転力で、タイミングベルト駆動、或いはチェーン駆動などで伝達して、駆動台10を昇降可能にする構成としてもよい。或いは、第1の駆動源21として、駆動モータ(図示略)に代えて、空気圧又は油圧シリンダとピストンロッドによる直動機構を用いて、駆動台10を昇降させるように構成してもよい。
図4〜図6は植物栽培装置1における第1の駆動部100のパレット引き出し/押し出し機構の一例を説明する斜視図である。
図4〜図6において、パレット引き出し/押し出し機構は、駆動台10に設けた第2の駆動源31の駆動モータ(図示略)を用いて歯車(ピニオン)(図示略)を回転させることで、ラック32aに固定してある2本のストローク部材32を図5の状態から図6の状態へ前進させて、2本のストローク部材32の先端部に固着した当接板33を、押し出し予定のパレット60の当接側端部に当接して該当接側端部を押し出し方向Bの奥行き方向に押し出す動作を行い、或いは、駆動台10における第2の駆動源31に連接して設けられた前記当接板33の付近に形成した爪状の係合片(図示略)を、引き出し予定のパレット60の前記当接側端部の一部に機械的に自動的に係合(ロック)させ、その状態で第2の駆動源31の駆動モータ(図示略)を逆回転させることで、2本のストローク部材32を図6の状態から図5の状態へ後進させて、2本のストローク部材32の先端部に固着した当接板33に係合した引き出し予定のパレット60を引き出し方向Bの手前方向に引き出し動作を行う。引き出し動作における当接板33とパレット60との係合状態は、パレット60が図5の引き出し終了位置に戻ったときに機械的に自動的に解除(ロックフリー)されるように構成されている。
パレット引き出し/押し出し機構としては、第2の駆動源31の駆動モータ(図示略)の回転力を、ストローク部材32の代わりにワイヤなどを用いて当接板33に伝達して、当接板33をパレット引き出し/押し出し可能にする構成としてもよい。その他、第2の駆動源31の駆動モータ(図示略)の回転力で、タイミングベルト駆動、或いはチェーン駆動などで伝達して、当接板33をパレット引き出し/押し出し可能にする構成としてもよい。或いは、第2の駆動源31として、駆動モータ(図示略)に代えて、空気圧又は油圧シリンダとピストンロッドによる直動機構を用いて、当接板33を移動可能にし、パレットの引き出し/押し出しを行うように構成してもよい。
図7は植物栽培容器80の一例を示し、図8は図7の植物栽培容器80での植物の発芽後の苗の状態を示している。
この植物栽培容器80は例えば白色系又は同色の半透明の合成樹脂で形成されており、図7に示すように平面部81に対して複数(図では10個)の栽培室82が設けられ、栽培室82の底面には通水孔83も形成されている。図7の状態で、栽培室82の底面に例えばえんどう豆の種子を播き、暗室に入れて1週間ほど経過すると、図8のように発芽して双葉(子葉)84が出た状態に生育する。このとき、暗所から図8に示す植物栽培容器80を外に出し、ハウス内に設置された植物栽培装置1内に配設されている図9に示すような空パレット60内に所定の個数(例えば22個)並べて配置する。なお、図7及び図8における植物栽培容器80のサイズは例えば600mm×300mmである。
図9に示すように、パレット60は、所定個数の植物栽培容器80を収容可能で、上面が開口し箱状に構成されたパレット本体61と、パレット本体61の進行方向に沿った左右両側に配設された移動用の車輪62と、を備えている。図9におけるパレット60のサイズは例えば3300mm×1200mmである。
なお、パレット60内に植物栽培容器80を配置する際には、パレット60の底面に波板(図示略)を敷いた上で、その波板上に植物栽培容器80を配置することにより、散水機構90で栽培養液又は水を散布した後は、余剰の養液又は水が植物栽培容器80の底面の通水孔83から波板上に排水され、植物苗に適量の養液又は水を植物栽培容器80内に保持させることができる。
図10には、所定数(図では22固)の植物栽培容器80を収容したパレット60に設けた車輪62を、搬送路としてのレール部73,74に載せた状態の平面図を示している。図11は図10の正面図である。
第1のレール部は、下段側搬送路として機能するものであって、所定数のパレット60を、下段部の水平方向に配設された平行レール73,74上に移動可能に載置して、これら所定数のパレット60を前記水平方向の一進行方向に順次に連続的に移動可能とする。
第2のレール部は、上段側搬送路として機能するものであって、所定数のパレット60を、上段部の水平方向に配設された平行レール75,76上に移動可能に載置して、これら所定数のパレット60を前記水平方向の一進行方向とは反対の進行方向に順次に連続的に移動可能とする。
第1の駆動部100は、下段部の第1のレール部の進行方向の終端部と上段部の第2のレール部の進行方向の始端部との間でパレット60を搬送可能に設けられ、パレット60を収容して上下段部間を昇降移動させる動作を行うと共に上下段部の各段部の位置にてパレット60を引き出しまたは押し出しする動作を行う第1の駆動台10を備えたものであって、第1の駆動台10は、第1のレール部にガイドされて下段部を水平移動してきたパレット60が第1のレール部の進行方向の終端部に到達したとき、更に該パレット60が後続のパレット60に押されるタイミングで該パレット60を第1の駆動空間に引き出し、該第1の駆動空間に引き出したパレット60を上段部の第2のレール部の進行方向の始端部に対応する高さ位置にまで上昇移動させた後、その上昇移動させた位置で該パレット60をパレット1つ分だけ前記一進行方向に押し出して移動させる。
第2の駆動部200は、上段部の第2のレール部の進行方向の終端部と下段部の第1のレール部の進行方向の始端部との間でパレット60を搬送可能に設けられ、パレット60を収容して上下段部間を昇降移動させる動作を行うと共に上下段部の各段部の位置にてパレット60を引き出しまたは押し出しする動作を行う第2の駆動台10を備えたものであって、第2の駆動台10は、第2のレール部にガイドされて上段部を水平移動してきたパレット60が第2のレール部の進行方向の終端部に到達したとき、更に該パレット60が後続のパレット60に押されるタイミングで該パレット60を第2の駆動空間に引き出し、該第2の駆動空間に引き出したパレットを下段部の第1のレール部の進行方向の始端部に対応する高さ位置にまで下降移動させた後、その下降移動させた位置で該パレット60をパレット1つ分だけ前記一進行方向とは反対の進行方向に押し出して移動させる。
なお、第1の駆動部100の第1の駆動台10は、パレット60を第2のレール部の進行方向の始端部に対応する高さ位置にまで上昇移動した位置で該パレット60をパレット1つ分だけ水平方向の前記一進行方向に押し出して移動させた後は、第1のレール部の進行方向の終端部に対応する高さ位置にまで下降移動する。
第2の駆動部200の第2の駆動台10は、パレット60を第1のレール部の進行方向の終端部に対応する高さ位置にまで下降移動した位置で該パレット60をパレット1つ分だけ水平方向の前記一進行方向とは反対の進行方向に押し出して移動させた後は、第2のレール部の進行方向の終端部に対応する高さ位置にまで上昇移動する。
第1の駆動部100の第1の駆動台10の上昇下降動作と前記第2の駆動部200の第2の駆動台10の上昇下降動作とは対応して同期的に行われ、また第1の駆動部100の第1の駆動台10におけるパレット60の引き出し動作及び押し出し動作の各動作に対応して、第2の駆動部200の第2の駆動台10におけるパレット60の押し出し動作及び引き出し動作が同期的に行われる。
第1の駆動部100の第1の駆動台10は、前記パレット60を第1の駆動空間で昇降動作させる第1の駆動源21としての第1のモータと、パレット60を第1の駆動空間で引き出し動作及び押し出し動作させる第2の駆動源31としての第2のモータとを備える。
第2の駆動部200の第2の駆動台10は、前記パレット60を第2の駆動空間で昇降動作させる第3の駆動源21(図示略)としての第3のモータと、パレット60を第2の駆動空間で押し出し動作及び引き出し動作させる第4の駆動源31(図示略)としての第4のモータとを備える。
第1の駆動部100の第1の駆動台10における押し出し動作は、第1の駆動台10の第2の駆動源31に連接して設けられた当接板33が、押し出し予定のパレット60の当接側端部に当接して該当接側端部を押し出すことによって行われる。
第1の駆動部100の第1の駆動台10における引き出し動作は、第1の駆動台10の第2の駆動源31に連接して設けられた当接板33の付近に形成した爪状の係合片(図示略)が、引き出し予定のパレットの前記当接側端部の一部に係合することによって行われる。
同様に、第2の駆動部200の第2の駆動台10における前記押し出し動作は、第2の駆動台10の第4の駆動源31に連接して設けられた当接板33が、押し出し予定のパレットの当接側端部に当接して該当接側端部を押し出すことによって行われる。
第2の駆動部200の第2の駆動台10における前記引き出し動作は、第2の駆動台10の第4の駆動源31に連接して設けられた当接板33の付近に形成した爪状の係合片(図示略)が、引き出し予定のパレットの当接側端部の一部に係合することによって行われる。
なお、図1及び図2には示していないが、植物栽培容器80にて予め発芽させた苗を、植物栽培容器80に収納したまま所定数ずつパレット60に収容し、このような苗収容済みのパレット60を順次に連続的に搬送部300の上段部に搬送させ、通常は上下段部の搬送路に空のパレットがないよう積載する。これらのパレット60を上下段部間で循環搬送する際には、先ず第1の駆動部100にて搬送部300の上段部位置に上昇移動させた後、この上段部の搬送路を搬送させ、次に第2の駆動部200にて下段部位置へ下降移動させた後、この下段部の搬送路を搬送させ、その後に再び第1の駆動部100にて上段部位置へ上昇移動させるといったサイクルを繰り返す。
このような循環過程における植物苗の生育期間においては、植物の光合成に必要な太陽光を充分に与えることが必要であったり、生育に必要な栄養素としての栽培養液の散布が必要となる。
そこで、栽培養液の散布のために、図1の植物栽培装置1の少なくとも上段部の複数(図では7本)の枠体70の7本の梁72のうちの例えば最初の梁72に多数の散水孔を有する散水用パイプを用いて栽培養液を散布する散水機構を設けた構成とする。
図12は本発明の一実施形態の植物栽培装置1における栽培養液の散布を行う散水機構90の構成の一例を示している。
図12において、散水機構90は、散水機構90は、水位限定機能を備えた散水用多孔パイプ91と、この多孔パイプ91の前段に配置されて、水源としての給水部(図示略)からの供給水(例えば地下水に液体肥料を混合した栽培養液)を一旦受け止めてから多孔パイプ91に供給するバッファ用パイプ92と、給水部(図示略)からの栽培養液94の供給を散水時にのみ流通し、それ以外の時には遮断するバルブ93と、を備えている。栽培養液94はバルブ93を通り、一旦大容量のバッファ用パイプ92に入ってから、基準水位95を超えた養液量のみが多孔パイプ91内に所定の間隔に設けられた水位保持機能を備えた複数の滴下パイプ91aを通して滴下孔91bから散水される。
このような散水機構90によれば、例えば二段式植物栽培装置1における循環サイクルごとに栽培養液94の散布が実施される場合、各回ごとにパレット単位で一定範囲に一定量の栽培養液94をほぼ均等に散水することができる。
以下に、植物苗を植物栽培装置1内のパレットに積み込んで搬送路(搬送用レール部)へ送り出すまでの積載動作の一例、及び上下段部の搬送路に積み込んだ後に植物苗への太陽光照射等を交互に行うために上段部のパレットと下段部のパレットとの入れ替えを行うまでの入れ替え動作の一例については、図15A〜図18Cで説明する。
図15A〜図18Cで各動作を説明する前に、これらの図2おいて使用する表記について図13及び図14を参照して説明する。
図13はパレット引き出し/押し出し機構のパレット引き出し後または押し出し前の状態の簡略的な表記(図6に対応した表記)を示し、図14はパレット引き出し/押し出し機構のパレット引き出し前または押し出し後の状態の簡略的な表記(図7に対応した表記)しめしている。
図15A乃至図15Jは本発明の一実施形態の二段式の植物栽培装置における、空パレットへの植物苗の積み込み工程の一例を説明する説明図である。
図15Aでは、上限段部とも空パレットが並んだ状態となっている。まず、作業者が下段部(一段目)の空パレット60に植物苗(例えばえんどう豆の発芽後の苗)が収容された植物栽培容器80を所定数分だけ積み込んだ後(斜線部分は植物苗を積み込んだことを示している)、作業者が図示しない積み込み用操作ボタンを押したとすると、図示しない制御装置は以下の図15B〜図15Dの工程を経て、図15Eの工程へ移行する。なお、図15Bから図15Cへの移動工程では、植物積み込み済みパレットAに対して散水機構90による栽培養液94の散布が行われる。
図15Eでは、作業者は、別の所定数の植物栽培容器80を空パレット60に積み込む(斜線部分は積み込み済みを示す)。そして、作業者が再び図示しない積み込み用操作ボタンを押したとすると、図示しない制御装置は以下の図15F〜図15Hの工程を経て、図15Iの工程へ移行する。以下同様の複数の工程を経て図15Jの工程に至る。
なお、図15Fから図15Gへの移動工程では、植物積み込み済みパレットBに対して散水機構90による栽培養液94の散布が行われる。同様に、続く植物積み込み済みパレットC乃至Pに対しても工程が進むに従い、順次に散水機構90による栽培養液94の散布が行われる。
このようにして、図15Jの工程では、下段部及び上段部の植物棚には、所定数の空パレットA〜P全てに植物苗が充填された状態で配設されることになる。
なお、図15A〜図15Jでは、苗積み込み済みパレットを太陽光の当たる上段部側から移動を始め下段部側へと図示右回り(時計回り)に回転(循環)移動するように構成したが、苗積み込み済みパレットを下段部側から移動を始め上段部側へと図示左回り(反時計回り)に回転(循環)移動させるようにしてもよい。これは、異なった種類の植物の生育条件の違いに応じて適応的に、上下段間で循環移動の方向を変えることができることを意味している。
図16A乃至図16Jは本発明の一実施形態の二段式の植物栽培装置における、植物苗の積み込み済み終了後にパレットを一段目と二段目間で入れ替える工程の一例を説明する説明図である。
図16Aは上記図15Jの植物苗の積み込み済み終了後のパレット配置と同様である。この状態で、作業者が図示しない制御装置に接続する入れ替え操作ボタンを押すと、制御装置は以下の図16B〜図16Iの工程を経て、図16Jの工程へ移行する。
なお、図16Fから図16Gへの移動工程では、下段部から上段部へ入れ替えるパレットAに対して散水機構90による栽培養液94の散布が行われる。同様に、下段部から上段部へ入れ替えるパレットB〜Hに対しても散水機構90による栽培養液94の散布が行われる。ここで、植物の種類や生育条件の違いに応じて、搬送部300の上段部の進行方向の終端部(最後尾)にも散水機構(図示略)を設置することにより、上段部と下段部間での入れ替えの際に、下段部から上段部に移動するパレットA〜Hだけでなく、上段部から下段部へ移動するパレットH〜Pに対しても栽培養液の散布を行うようにしてもよい。
図17A乃至図17Eは本発明の一実施形態の三段式の植物栽培装置における、空パレットへの植物苗の積み込み工程の一例を説明する説明図である。三段以上の多段式の植物栽培装置では、例えば、図15A乃至図15Jで説明した二段式の植物栽培装置での空パレットへの新たな植物苗の積み込み工程を段数に応じて複数回行うようにする。四段式の植物栽培装置では、二段式の植物栽培装置での積み込み工程を2回行えばよいが、三段式の植物栽培装置では二段式の植物栽培装置での積み込み工程を1回半行うことで実現する。
図17Aでは、まず、作業者が操作ボタンを押すことによって、最下段(一段目)の空パレット列と最上段(三段目)との空パレット列との間で二段式の積み込み工程を実施した後に、二段目の空パレット列に対して新たな植物苗の積み込みを実施する。
最下段(一段目)の空パレット列と最上段(三段目)との空パレット列との間で二段式の積み込み工程を実施すると、図15A乃至図15Jの積み込みと同様にして、最下段(一段目)と最上段(三段目)との間で図17Bのように積み込みを行うことができる。図15A乃至図15Jと同様の積み込み工程を行うので、図17Bでは積み込み終了後の状態のみを示している。
図17Bの工程の後は、図17Cの状態に自動的に移行する。すなわち、図17Bの工程で第1の駆動部100及び第2の駆動部200の一段目位置に存在している各駆動台10を二段目に上昇移動して一字停止の待機状態(苗積み込み可能状態)になる。
そこで、図17Dでは、作業者が空パレットに植物苗を積み込んだ後、操作ボタンを押すと、二段目の空きパレット列と三段目の苗積み込み済みパレットH〜Pとの間で順次に新たな植物苗の積み込みが実施され、最終的には図17Eに示すように図17Dで三段目にあった積み込み済みのパレットH〜Pが二段目に移動し、新たに積み込みを行ったパレットQ〜Xは三段目に配置されることになる。
図17A乃至図17Eの三段式の植物栽培装置においても、図示していないが、第1の駆動部100より最上段(三段目)の搬送路に苗積み込み済みパレットを移動する際に、散水機構90によって栽培養液94を散布するようにする。
このようにして、三段式の植物栽培装置においても、積み込みを実施することができる。
図18A乃至図18Cは本発明の一実施形態の三段式の植物栽培装置における、植物苗の積み込み済み終了後にパレットを各段部間で入れ替える工程の一例を説明する説明図である。
図18Aは上記図17Eの植物苗の積み込み済み終了後のパレット配置と同様である。この状態で、作業者が図示しない制御装置に接続する入れ替え操作ボタンを押すと、制御装置は以下の図18A〜図18Cの工程を経て、入れ替えを行うことができる。
この三段式の植物栽培装置における入れ替え動作においても、太陽光照射のために、図16に示した二段式の植物栽培装置における入れ替え動作を2回繰り返せば、目的のパレット列を最上段にする入れ替えを実施することができる。
まず、図18Aの最初の状態における、一段目のパレット列A〜Hを(1)とし、二段目のパレット列H〜Pを(2)とし、三段目のパレット列Q〜Xを(3)としたとき、図18Aに示すように前記図16の二段式の装置と同様にして(3)のパレット列と(2)のパレット列との間で上下段の入れ替えが行われる(但し(1)は一段目に停止したままである)結果として、図18Bのように最下段から最上段側へ(1),(3),(2)と並び替えられる。その後に、図18Bに示す状態から、(3)のパレット列と(1)のパレット列との間で上下段の入れ替えが、前記図16の二段式の装置と同様にして行われる結果として、図18Cのように最下段から最上段側へ(3),(1),(2)と並び替えられる。
なお、このような三段式の植物栽培装置における各段部間の入れ替えを行う過程においても、第1の駆動部100から最上段部(三段目)の搬送路に搬出されるパレット列に対して、パレットごとに散水機構90により栽培養液94を散布するようにしている。
以上の本発明の一実施形態では、第1の駆動部から苗の積み込みを行う場合について説明しているが、本発明の実施形態に係る植物栽培装置では搬送部のレール部は水平に敷かれており第1の駆動部及び第2の駆動部とも同一の機能を持たせることが可能であり、第1の駆動部側からの苗の積み込みだけでなく搬送部の反対側にある第2の駆動部側からの積み込みを同等に行うことが可能である。従って、1つの搬送部を両方向にかつ両端部側から使用することができ、汎用性を備えた植物栽培装置を実現することが可能となる。
以上述べた本発明の一実施形態の植物栽培装置によれば、植物育生等の作業をきわめて簡易に行うことができ、少ない敷地面積で栽培面積を増やし、植物を積載したパレットを水平方向に移動でき、全体構成がシンプルな構造であり、光を有効に利用して植物を生育させ、植物の生産性を向上させることが可能となる。
本発明の一実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、植物育生等の作業をきわめて簡易に行うことができ、少ない敷地面積で栽培面積を増やし、植物を収容したパレットを水平方向に移動でき、全体構成がシンプルな構造であり、循環サイクルごとに栽培養液の散布が実施される場合、各散布回ごとにパレット単位で一定範囲に一定量の栽培養液をほぼ均等に散水することができ、植物の生産性を向上できる植物栽培装置を提供することを目的としている。