(57)【要約】【課題】  遮光板による影の発生を抑えることができる施設栽培用の施設を提供する。【解決手段】  施設栽培用の施設１０は、日光を施設１０内へ取り込む透明な屋根１２と、屋根１２の下方であってかつ栽培植物２０の上方に複数並べて配置される遮光板３０と、遮光板３０の傾斜角度αを変更する駆動機構４０と、駆動機構４０を制御する制御装置５０と、を含む。制御装置５０が太陽位置の変化に応じて駆動機構４０を駆動して傾斜角度αを変更することで隣り合う遮光板３０の間から日光を取り込む。【選択図】図１
2020000131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
施設栽培用の施設であって、
日光を施設内へ取り込む透明な屋根と、
前記屋根の下方であってかつ栽培植物の上方に複数並べて配置される遮光板と、
前記遮光板の傾斜角度を変更する駆動機構と、
前記駆動機構を制御する制御装置と、
を含み、
前記制御装置が太陽位置の変化に応じて前記駆動機構を駆動して前記傾斜角度を変更することで隣り合う前記遮光板の間から日光を取り込むことを特徴とする、施設栽培用の施設。
【請求項２】
請求項１において、
前記遮光板は、東西方向に延在し、
前記傾斜角度は、前記遮光板の東西方向に延びる回転軸の周りに前記遮光板を回転して変更することを特徴とする、施設栽培用の施設。
【請求項３】
請求項２において、
前記遮光板は、南北方向に延在し、
前記傾斜角度は、前記遮光板の南北方向に延びる回転軸の周りに前記遮光板を回転して変更することを特徴とする、施設栽培用の施設。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項において、
前記駆動機構は、前記遮光板の下端を固定する固定用ワイヤと、前記遮光板の上端に結合する角度調整用ワイヤと、前記角度調整用ワイヤの端部を巻き取る巻取り部と、前記巻取り部を回転させる電動モータと、を含み、
前記制御装置の指令に基づいて前記電動モータで前記巻取り部を回転させて前記傾斜角度を変更することを特徴とする、施設栽培用の施設。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温室及びハウス等の植物を栽培する施設であって、特に遮光機能を有する施設に関する。
【背景技術】
【０００２】
施設栽培用の植物の生育には室温だけでなく日光の調節が必要である。例えば、イチゴやトマトなどの果菜類は日光による光合成が甘みに影響があるため日光を十分に当てることが望まれる。そのため、施設は透明な材質の壁や屋根を採用し、施設内の植物に積極的に日光を当てるようになっている。しかし、定植（植え付け）時期に日光が当たりすぎると苗が枯れてしまうことがあるため、透明な屋根を有する施設では開閉可能な遮光カーテンを設けることが一般的である（特許文献１）。遮光カーテンは、夏季等の日射が強い時期に施設内で作業する人の就労環境面や施設保護のためにも有効である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１８４７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、図７に示すように従来の施設９０では屋根９１の下にある収納した遮光カーテン９２が苗床９３に大きな影９５を落とし、栽培植物の育成に遅れが生じる可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。
【０００６】
［１］  本発明に係る施設栽培用の施設の一態様は、
施設栽培用の施設であって、
日光を施設内へ取り込む透明な屋根と、
前記屋根の下方であってかつ栽培植物の上方に複数並べて配置される遮光板と、
前記遮光板の傾斜角度を変更する駆動機構と、
前記駆動機構を制御する制御装置と、
を含み、
前記制御装置が太陽位置の変化に応じて前記駆動機構を駆動して前記傾斜角度を変更することで隣り合う前記遮光板の間から日光を取り込むことを特徴とする。
【０００７】
前記施設栽培用の施設の一態様によれば、太陽位置の変化に応じて遮光板の傾斜角度を変化させて日光を取り込むことができるため、遮光板による影の発生を抑えることができる。
【０００８】
［２］  前記施設栽培用の施設の一態様において、
前記遮光板は、東西方向に延在し、
前記傾斜角度は、前記遮光板の東西方向に延びる回転軸の周りに前記遮光板を回転して変更することができる。
【０００９】
前記施設栽培用の施設の一態様によれば、東西方向に延びる遮光板を東西方向に延びる
回転軸の周りに回転することで遮光板の影の発生を抑えることができる。
【００１０】
［３］  前記施設栽培用の施設の一態様において、
前記遮光板は、南北方向に延在し、
前記傾斜角度は、前記遮光板の南北方向に延びる回転軸の周りに前記遮光板を回転して変更することができる。
【００１１】
前記施設栽培用の施設の一態様によれば、南北方向に延びる遮光板を南北方向に延びる回転軸の周りに回転することで遮光板の影の発生を抑えることができる。
【００１２】
［４］  前記施設栽培用の施設の一態様において、
前記駆動機構は、前記遮光板の下端を固定する固定用ワイヤと、前記遮光板の上端に結合する角度調整用ワイヤと、前記角度調整用ワイヤの端部を巻き取る巻取り部と、前記巻取り部を回転させる電動モータと、を含み、
前記制御装置の指令に基づいて前記電動モータで前記巻取り部を回転させて前記傾斜角度を変更することができる。
【００１３】
前記施設栽培用の施設の一態様によれば、簡易な構成の駆動機構により遮光板の傾斜角度を変更することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、遮光板を太陽位置の変化に応じて傾斜角度を変化させて日光を取り込むことができるため、遮光板による影の発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態に係る施設栽培用の施設の縦断面図である。
【図２】遮光板及び駆動機構を説明する模式図である。
【図３】遮光板及び駆動機構を説明する模式図である。
【図４】太陽高度、太陽方位及び駆動指令の関係を説明する図である。
【図５】変形例に係る施設栽培用の施設の縦断面図である。
【図６】変形例に係る施設栽培用の施設の縦断面図である。
【図７】従来の施設の写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００１７】
本発明の一実施形態に係る施設栽培用の施設の一態様は、施設栽培用の施設であって、日光を施設内へ取り込む透明な屋根と、前記屋根の下方であってかつ栽培植物の上方に複数並べて配置される遮光板と、前記遮光板の傾斜角度を変更する駆動機構と、前記駆動機構を制御する制御装置と、を含み、前記制御装置が太陽位置の変化に応じて前記駆動機を駆動して前記傾斜角度を変更することで隣り合う前記遮光板の間から日光を取り込むことを特徴とする。
【００１８】
１．実施形態に係る施設
図１〜図４を用いて本実施形態に係る施設栽培用の施設１０について説明する。図１は本実施形態に係る施設栽培用の施設１０の縦断面図であり、図２及び図３は遮光板３０及び駆動機構４０を説明する模式図であり、図４は太陽高度、太陽方位及び駆動指令の関係
を説明する図である。
【００１９】
図１〜図３に示すように、施設１０は、施設栽培用の建物であり、地面に立設する複数の柱１１と、柱１１の上端に固定された屋根１２と、屋根１２の下方の全周を覆う壁１３と、を含む。さらに施設１０は、屋根１２の下方であってかつ栽培植物２０の上方に複数並べて配置される遮光板３０と、遮光板３０の傾斜角度αを変更する駆動機構４０と、駆動機構４０を制御する制御装置５０と、を含む。
【００２０】
施設栽培とは、農産品を施設内で栽培することである。施設栽培としては、例えば、イチゴやトマト等の果菜類、ほうれん草やアスパラガス等の葉菜類、トルコギキョウやラナンキュラス等の花卉類などを施設内で促成栽培することができる。
【００２１】
施設１０は、農業用の温室及びハウスを含む。施設１０は、日光を施設１０内へ取り込む透明な材質で形成される屋根１２を少なくとも含み、例えばビニールハウスと呼ばれるプラスチックフィルム張りのハウスやガラス板張りのハウス等を含む。壁１３も屋根１２と同じ材質または異なる透明な材質で形成してもよい。透明な材質としては、一般に農業用の温室やハウスで用いられているポリ塩化ビニル、ポリオレフィン、ポリエステル、アクリル、ポリカーボネート等を採用することができる。
【００２２】
透明な屋根１２からは施設１０内へ十分な日光を取り込むことができる。図１〜図３に示す例では施設１０は東西方向に長く延在し、施設１０の長手方向に沿った苗床に植えられた栽培植物２０が南北方向に間隔をあけて複数例えば６列並べられる。
【００２３】
遮光板３０は、屋根１２の下方であってかつ栽培植物２０の上方に複数並べて配置される。遮光板３０の傾斜角度αを小さくすると隣り合う遮光板３０の一部が重なり合って遮光板３０を透過する下方への日射を遮ることができる。遮光板３０の傾斜角度αが最も小さい状態で一般的に用いられている遮光カーテンと同程度の遮光効果が得られればよい。例えば遮光板３０の遮光率は従来の遮光カーテンの遮光率と同程度の例えば６０％であることができる。
【００２４】
遮光板３０は長方形の板であることができる。遮光板３０の厚さは影を小さくするため例えば１ｍｍ以下であることが好ましい。また遮光板３０の厚さは傾斜角度αを変更する際に変形しない程度の剛性を有することが好ましく、必要な厚さは材質及び大きさによって異なるが例えば高剛性の材質であれば０．５ｍｍ以上であることができる。遮光板３０は単一の厚さを有する板である必要はなく、０．５ｍｍ未満の例えば０．１ｍｍの薄いフィルムからなる本体部分と本体部分を固定するフレームとからなる遮光板３０であってもよく、その場合には板としての形態を維持できればよい。遮光板３０は東西方向に延在する。すなわち遮光板３０の長手方向が東西方向に延びるように配置され、遮光板３０の短手方向が南北方向に配置される。遮光板３０が傾斜した状態で遮光板３０の下端３２が北側にあり、遮光板３０の上端３３が南側にある。
【００２５】
遮光板３０の傾斜角度αは、遮光板３０の東西方向に延びる回転軸Ａの周りに遮光板３０を回転することによって変更することができる。傾斜角度αは回転軸Ａを通る水平面と遮光板３０とのなす角度である。東西方向に延びる遮光板３０を東西方向に延びる回転軸Ａの周りに回転することで遮光板３０の傾斜角度αと太陽の位置とを合わせて遮光板３０の影の発生を抑えることができる。傾斜角度αは太陽の位置と常に一致するように動作することが好ましいが、駆動機構４０を間欠動作例えば５分間隔で動作させるようにしてもよい。また、遮光板３０が複数枚で構成されることにより、遮光板３０の影が分散されて従来の遮光カーテンのような大きな影に比べて栽培植物２０に与える影響は少ないと考えられる。
【００２６】
本実施形態では遮光板３０の長手方向が東西方向に延びるように配置された例について説明するが、遮光板３０の配置はこれに限られるものではない。後述する変形例のように南北方向に延びてもよいし、東西方向及び南北方向とわずかに交差する方向に延びていてもよい。駆動機構４０を用いて遮光板３０を傾けることによって日中における太陽の位置に対して遮光板３０の影を少なくとも従来の遮光カーテンより減らすことができればよい。栽培植物２０に落ちる遮光板３０の影を少なくするためには遮光板３０の長手方向と東西方向とが平行、または遮光板３０の長手方向と南北方向とが平行であることが好ましい。
【００２７】
遮光板３０の材質は、駆動機構４０によって傾斜角度αを容易に変更できるように軽量なプラスチック製であることが好ましいが、金属板、ガラス板であってもよく、複数の材質を組み合わせて構成してもよい。遮光板３０は、透明な板に遮光効果のあるフィルムを積層したものであってもよい。金属板からなる遮光板３０は、例えば軽量のアルミニウム製とすることができ、遮光板３０の形態を維持することができる範囲で薄くして軽量化することが好ましい。
【００２８】
駆動機構４０は、遮光板３０の傾斜角度αを変更することができる。駆動機構４０は、遮光板３０の下端３２を固定する固定用ワイヤ４１と、遮光板３０の上端３３に結合する角度調整用ワイヤ４２と、角度調整用ワイヤ４２の端部を巻き取る第１巻取り部４３及び第２巻取り部４４と、第１巻取り部４３及び第２巻取り部４４を回転させる第１モータ４５及び第２モータ４６と、を含む。第１モータ４５及び第２モータ４６は電動モータであることができる。駆動機構４０は、制御装置５０の指令に基づいて第１モータ４５及び第２モータ４６で第１巻取り部４３及び第２巻取り部４４を回転させて傾斜角度αを変更することができる。このように簡易な構成の駆動機構４０により遮光板３０の傾斜角度を変更することができる。
【００２９】
遮光板３０は下端３２側で固定用ワイヤ４１が遮光板３０を貫通して下端側固定部４１０で固定され、上端３３側で角度調整用ワイヤ４２が遮光板３０を貫通して上端側固定部４２０で固定される。
【００３０】
第１巻取り部４３及び第１モータ４５は北側に立設した柱１１の上部に固定され、第２巻取り部４４及び第２モータ４６は南側に立設した柱１１の上部に固定される。固定用ワイヤ４１は南北の柱１１，１１間に掛け渡される。角度調整用ワイヤ４２は、固定用ワイヤ４１の上方で第１巻取り部４３と第２巻取り部４４との間に掛け渡され、第１モータ４５及び第２モータ４６の駆動により第１巻取り部４３に巻き取られると傾斜角度αが小さくなり、第２巻取り部４４に巻き取られると傾斜角度αが大きくなる。
【００３１】
制御装置５０は、駆動機構４０の動作を制御する。制御装置５０は、駆動機構４０に指令を出力する制御部５１と、制御プログラム等を保存する記憶部５２と、日付情報及び時間情報を出力する日時出力部５３と、日時出力部５３からの信号を受けて制御プログラムに基づいて各種演算を行う演算部５４と、を含む。制御装置５０は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ等を備えることができる。
【００３２】
施設１０の設置場所が定まっていれば、日時出力部５３からの日付情報及び時間情報が得られれば１年間の太陽位置の変化を求めることができる。予めシミュレーションにより影が小さくなるように１年間の太陽位置に応じた遮光板３０の傾斜角度αを計算して制御プログラムをつくることができる。制御プログラムは、施設１０が設置されている緯度及び経度における太陽位置の日付及び時間の変化に対応する駆動機構４０への出力値を演算することができる。
【００３３】
図４に示すように、日付及び時刻に応じて施設１０からみた太陽高度と太陽方位とが変化する。図１の施設１０では所定の日時における施設１０からみた太陽高度すなわち太陽の仰角と遮光板３０の傾斜角度αとが同じ角度になるように制御プログラムをつくることができる。演算部５４は制御プログラムにしたがって演算を行い、その演算結果にしたがって制御部５１は時刻の変化に合わせて駆動指令を駆動機構４０に出力する。図４の例では、６月２１日の日の出（４時半）から日の入り（１９時）まで制御部５１が駆動指令を出力する。
【００３４】
図２及び図３を用いて遮光板３０の動作について説明する。図２において遮光板３０の傾斜角度αは４５度に設定されており、この状態から第１モータ４５及び第２モータ４６を駆動して第２巻取り部４４に角度調整用ワイヤ４２を巻き取ると傾斜角度αが徐々に小さくなり、例えば図３の状態になる。また、図３において遮光板３０の傾斜角度αは２８度に設定されており、この状態から第１モータ４５及び第２モータ４６を駆動して第１巻取り部４３に角度調整用ワイヤ４２を巻き取ると傾斜角度αが徐々に大きくなり、例えば図２の状態になる。
【００３５】
制御装置５０が太陽位置の変化に応じて駆動機構４０を駆動して傾斜角度αを変更することで隣り合う遮光板３０の間から日光を栽培植物２０側へ取り込むことができる。太陽位置の変化に応じて遮光板３０の傾斜角度αを変化させて日光を取り込むことができるため、遮光板３０による影の発生を抑えることができる。
【００３６】
固定用ワイヤ４１は例えば柱１１，１１に固定されているので、遮光板３０は回転軸Ａの周りに回転する。回転軸Ａは下端側固定部４１０の位置にある。固定用ワイヤ４１は傾斜角度αの変化に応じてわずかに上下及び南北に動作するので、その変化も考慮して制御プログラムを設定することが好ましい。
【００３７】
２．変形例に係る施設
図５及び図６を用いて変形例に係る施設栽培用の施設１００について説明する。図５及び図６は変形例に係る施設栽培用の施設１００の縦断面図である。図５は午前の時刻における施設１００の状態を示し、図６は午後の時刻における施設１００の状態を示す。上記実施形態と同じ部材については同じ名称及び符号を用いて説明し、重複する説明を省略する。
【００３８】
図５及び図６に示す施設１００は、遮光板３１が南北方向に延在する点で上記実施形態に係る施設１０と異なる。
【００３９】
遮光板３１は長方形の板であることができる。遮光板３１は、上記実施形態に係る遮光板３０と同様の材質、形状及び機能を有することができる。遮光板３１の長手方向が南北方向に延びるように配置され、遮光板３１の短手方向が東西方向に配置される。午前中であれば図５に示すように遮光板３１が傾斜した状態で遮光板３１の下端３２が西側にあり、遮光板３１の上端３３が東側にある。また午後であれば図６に示すように遮光板３１が傾斜した状態で遮光板３１の下端３２が東側にあり、遮光板３１の上端３３が西側にある。
【００４０】
遮光板３１の傾斜角度βは、遮光板３１の南北方向に延びる回転軸Ｂの周りに遮光板３１を回転することによって変更することができる。傾斜角度βは回転軸Ｂを通る水平面と遮光板３１とのなす角度である。遮光板３１の上端３３は回転軸Ｂの東側から西側まで回転軸Ｂの周りを約１８０度回転することができる。南北方向に延びる遮光板３１を南北方向に延びる回転軸Ｂの周りに回転することで遮光板３１の傾斜角度βと太陽の位置とを合
わせて遮光板３１による影の発生を抑えることができる。
【００４１】
図５及び図６に示す施設１００の場合、図４の太陽高度だけでなく太陽方位も合わせて考慮して遮光板３０の傾斜角度βをシミュレーションしておく必要がある。
【００４２】
遮光板３１の材質は、遮光板３０と同じものを採用することができる。記憶部５２に保存する制御プログラムは遮光板３１が南北に延在する場合の影を例えばシミュレーションにより作成する。
【００４３】
上記実施形態及び変形例では施設１０，１００が水平な地上に設置されている例について説明しているが、傾斜地に設置されていてもよい。傾斜地としては、例えば２％〜３％程度の勾配を有する斜面であってもよい。その場合には、傾斜地の傾きを考慮して遮光板３０，３１の影が最小になるようにシミュレーションを行う。
【００４４】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法、及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【００４５】
１０，１００…施設、１１…柱、１２…屋根、１３…壁、２０…栽培植物、３０，３１…遮光板、３２…下端、３３…上端、４０…駆動機構、４１…固定用ワイヤ、４１０…下端側固定部、４２…角度調整用ワイヤ、４２０…上端側固定部、４３…第１巻取り部、４４…第２巻取り部、４５…第１モータ、４６…第２モータ、５０…制御装置、５１…制御部、５２…記憶部、５３…日時出力部、５４…演算部、９０…従来の施設、９１…屋根、９２…収納した遮光カーテン、９３…苗床、９５…影、Ａ，Ｂ…回転軸
【図１】
2020000131.tif 000003
【図２】
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【図３】
2020000131.tif 000005
【図４】
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【図５】
2020000131.tif 000007
【図６】
2020000131.tif 000008
【図７】
2020000131.tif 000009