(57)【要約】【課題】  植物栽培に際して栽培効率の増大、作業性の向上等を図ることを可能とした植物栽培方法及び植物栽培装置を提供する。【解決手段】  ほぼ長方形の植物栽培ステージと、この植物栽培ステージに対向して配置され、前記植物栽培ステージを照射する複数本の蛍光ランプを備える光源パネルユニットとを備え、前記複数本の蛍光ランプは、前記植物栽培ステージの長辺に対しほぼ直交するように配置されており、前記複数の蛍光ランプの各々はリフレクタ内に収納されており、前記複数の蛍光ランプの一部の蛍光ランプとこの蛍光ランプを収納するリフレクタとの距離が他の蛍光ランプとリフレクタとの距離と異なるように構成した。【選択図】  図１
2006280364.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物栽培における花芽分化形成段階において、光量子束密度を３０〜１５０μｍｏｌ／ｍ２／ｓ、処理温度を１０〜２０℃の範囲において花芽分化処理を施すことを特徴とする植物栽培方法。
【請求項２】
前記植物がイチゴ苗であることを特徴とする請求項１記載の植物栽培方法。
【請求項３】
ほぼ長方形の植物栽培ステージと、この植物栽培ステージに対向して配置され、前記植物栽培ステージを照射する複数本の蛍光ランプを備える光源パネルユニットとを備え、前記複数本の蛍光ランプは、前記植物栽培ステージの長辺に対しほぼ直交するように配置されており、前記複数の蛍光ランプの各々はリフレクタ内に収納されており、前記複数の蛍光ランプの一部の蛍光ランプとこの蛍光ランプを収納するリフレクタとの距離が他の蛍光ランプとリフレクタとの距離と異なるように構成したことを特徴とする植物栽培装置。
【請求項４】
前記複数の蛍光ランプの内、両端に配置された蛍光ランプにおいて前記蛍光ランプとリフレクタとの距離が他の蛍光ランプにおけるリフレクタとの距離とは異なるように設定されており、前記両端の蛍光ランプとリフレクタとの距離は同一に設定されていることを特徴とする請求項３記載の植物栽培装置。
【請求項５】
植物栽培ステージと、この植物栽培ステージに対向して設けられた複数の蛍光ランプと、この蛍光ランプを収納するリフレクタ及び点灯回路からなる光源パネルユニットを備えた植物栽培装置において、前記複数の点灯回路は並列に接続されており、少なくとも１ヶ所の点灯回路へ外部から電力を供給するとともに、隣接する一方の点灯回路から他方の点灯回路へ電力を供給する如く構成したことを特徴とする植物栽培装置。
【請求項６】
前記隣接する一方の点灯回路から他方の点灯回路へ電力を供給する構成を少なくとも２個以上の点灯回路にて繰り返すことを特徴とする請求項５記載の植物栽培装置。
【請求項７】
上部が開口している直方体状の有底コンテナと、この有底コンテナの対向する側面上部中央に形成された長方形状の一対の貫通孔と、前記一対の貫通孔の少なくとも一方の貫通孔に係止される光源装着部材と、この光源装着部材に装着された光源であって、前記有底コンテナの開口部上端より上方へ突出することなく前記有底コンテナの開口部に配置された光源とから構成された光源付キャリアを複数積層したことを特徴とする植物栽培装置。
【請求項８】
前記複数積層された光源付キャリアは温度制御された暗室空間中に配置されたものであることを特徴とする請求項７記載の植物栽培装置。
【請求項９】
前記光源装着部材は前記一対の貫通孔の各々に係止される２個から構成されており、前記光源は前記２個の光源装着部材間に固定されることを特徴とする請求項７又は８記載の植物栽培装置。
【請求項１０】
前記光源は冷陰極蛍光ランプであることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか1項記載の植物栽培装置。
【請求項１１】
前記光源はＬＥＤであることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか1項記載の植物栽培装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人工光を利用して植物を栽培する植物栽培方法及び植物栽培装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
植物栽培の内、イチゴは低温と短日によって花芽分化が促進されるため、一般的には秋に花芽形成が行われ、冬は休眠状態となる。春になると目覚め再成長を開始して、５〜６月に収穫されるのが本来の姿である。栽培方法には大別して３つの方法があり、露地栽培、低温暗黒処理、夜冷処理が挙げられる。
【０００３】
通常の露地栽培では自然条件にまかせる方法であり、季節の変化による低温や短日をイチゴが感じ取り、花芽を形成させる方法である。９月下旬に花芽分化が起こり、１０月下旬に完了し、その後は低温に耐えるため休眠状態に入り、ロゼット化した草姿で冬を迎える。春になると休眠が明けたイチゴは活発に葉を展開すると共に花房を出す。
【０００４】
すなわち、３月位に花目をつけ収穫時期は４〜５月になる。その頃になると、花房の花の開花とともにランナーも出し始める。低温期を経過したイチゴは、生殖生長から栄養生長へと進み、子苗の基となるランナーを発生する。発生したランナーは同年の９月下旬に花芽を分化し翌年花を咲かせることになる。
【０００５】
なお、このような露地栽培によると、イチゴの販売単価は非常に低くなり、１１月〜１２月のイチゴ単価と比較すると１５％〜２５％となり、また、他の方法に比べて総収穫量も少ない。
【０００６】
ハウス内でイチゴを栽培する場合、９月下旬に花芽分化した苗を定植し、休眠状態に完全に入る前（１０月下旬）に保温を開始して、花を展開させ花房を出させる。こうすることでイチゴは半休眠のまま花房を次々に出す。しかし、３月下旬にはハウス内のイチゴも休眠から明け、生殖生長から栄養生長へと移行するものの、この移行程度は露地栽培に比べて遅く、花房の発生は６月いっぱいまで続くことになる。通常の促成栽培では、１２月中から６月まで収穫が可能になる。
【０００７】
収穫時期を改善し、花芽分化を促進させる処理方法として実際に用いられているのは、低温暗黒処理と夜冷処理が知られている。低温暗黒処理は、イチゴ苗を２〜３週間程度暗黒・低温（５〜１５℃）中に保管した後、定植を行うと花芽分化が促進され早期収穫を行うことができる方法である。夜冷処理は、夜は冷暗所に保存し暗黒・低温で保管するが、昼間は屋外の太陽光のもとで８時間／日、栽培を行う方法であり、暗黒夜冷に比べ花芽分化率が向上する。すなわち、昼間は屋外「太陽下」に放置し、夜間は低温庫に放置する方法がある。
【０００８】
これらの方法は、低温処理では花芽分化率が非常に悪く、処理中に枯死する苗も出てしまう。また、夜冷処理においては、低温庫と屋外の間を移動させるために大掛かりな設備が必要であり、大規模な初期投資が発生する。
【０００９】
これらを解決する方法として、人工光源を用いた方法が以下のように提案されている。すなわち、特許文献１に示されているように、温度１５℃、赤色成分の光を０．６μｍｏｌ／ｍ２／ｓ照射することによって花芽形成を促進させる方法や、特許文献２にあるように青色成分の光を１０μｍｏｌ／ｍ２／ｓ以上照射することで花芽分化を促進させるという報告がある。
【００１０】
特許文献１においては、温度条件１５℃、光量３．２〜６．０μｍｏｌ／ｍ２／ｓの条件が記されているが、前述光量では十分な花芽分化率を得ることができず、また、特許文献２においては、光量に関しては３０〜１５０μｍｏｌ／ｍ２／ｓと記載されているものの、温度との関係は記されていない。
【００１１】
野菜や果実の生産、育苗、植物の観賞あるいは接ぎ木などにおいて、省エネルギ化、無農薬化、生産性の向上、省スペース化などを目的として、人工光源を利用する植物栽培手段が広く採用されつつある。すなわち、太陽光を利用する植物の自然栽培では、例えば日照量（例えば日照不足）などの変動要因が大きく左右し、生育させた植物の品質にバラツキを生じ、あるいは生産量などに影響する。
【００１２】
これに対して、人工光源を利用する植物栽培では、日射量などを任意に制御できるので、所要の生育環境を人工的に造ることができる。つまり、日照量乃至日照時間などの自然変動要因を大幅に低減・抑制できるので、一定の品質を確保することが可能になるだけでなく、寒冷地や不毛地域での植物栽培も行える。また、室内的な生育手法であるため、無農薬で、安全性の高い野菜類の生産・供給、観賞手段などの提供を行える。
【００１３】
低温暗黒処理は、暗黒環境を作れる５〜１５℃の低温庫に幅５０ｃｍ、奥行き３０ｃｍ、高さ３０ｃｍの上面が開口し、側面には対向して設けられた運搬用の取っ手口と、他に複数のすだれ状の開口部が設けられた略直方体のキャリア内にイチゴのポット苗を７０個入れ２〜３週間放置する。前述のキャリアは積載可能な構造となっており低温庫内に５〜１０段重ねで放置される。これらの条件を整えれば日長に関係なく花芽を形成させることができる（非特許文献１参照）。
【００１４】
また、夜冷処理とは、昼間は８時間太陽光のもとで光を照射し、８時間が経過すると１５〜２０（２５）℃の暗黒低温下で処理を行う。例えば、開閉式のハウスを使用し、夜間は断熱遮光フィルムで暗黒状態を作り密閉した後、空調設備を稼動させ夜冷を行い、昼間は断熱遮光フィルムを開放し太陽光を取り入れ、短日処理を行うなどの方法がある（非特許文献２参照）。
【００１５】
他には遮光フィルムの代わりに苗自身を大きな台車の上に載せることによって、夜間と昼間を空調設備が稼動し低温を保っている屋内と、太陽光を照射する屋外とを移動させる方法などがとられている。ただし、実際の現場では夜冷処理はごく一部でしか行われておらず、一般的な方法は低温・暗黒処理である。
【００１６】
暗黒・低温処理は、２週間から３週間、暗黒の低温にて処理させるため光があたらず、苗質が悪くなる。また、苗の出来不出来により花芽分化率がばらつくという問題がある。夜冷処理を行うと夜間は低温庫に苗を移動させ、昼間は太陽光下に移さないといけないため、出し入れの労力が大変であることや、気象条件（曇りや雨）により苗の花芽分化や苗質に大きなばらつきが生じるという問題がある。また、ハウス内を空調するためには大容量の冷却機が必要になることや、方法によっては台車などを設置する必要があり莫大な設備費が必要となる。
【００１７】
一般的に人工光源を用いて植物育成を行う場合、図２７、図２８に示すような第１タイプの植物栽培装置Ａ３１が知られている。すなわち、図２７、図２８に示すように、支柱３２により水平に支持された天井板３３及び多段的に配置支持された植物栽培ステージ３４から構成されている。ここでの植物栽培ステージ３４は、奥行き４５０ｍｍ程度、間口（幅）１２００ｍｍ程度に設定されている。また、天井板３３並びに最下層を除いた植物栽培ステージ３４の下面には、長さ１２００ｍｍ、外径３２ｍｍの蛍光ランプ３５を２２５ｍｍ間隔で２本設置した光源パネルユニット３６が形成されている。ここで、図２８に示すように、植物栽培ステージ３４の上面に配置されている植物栽培容器３７の培地３８は、栄養成分が含まれた寒天培地やロックウール等で形成されている。
【００１８】
この植物栽培装置Ａ３１の問題点としては、例えば人工光源として、入力電力４０Ｗ、長さ１２００ｍｍの蛍光ランプを使用する場合は、所要光量に応じて蛍光ランプの本数を選択する必要がある。即ち、蛍光ランプ１本（４０Ｗ）で光量が不足のときは２本（８０Ｗ）とし、更に光量が不足のときは３本（１２０Ｗ）のように設定する。この蛍光ランプの設定・装着の本数選択は、小刻みな光量の調整が困難であり、必要以上の電力で蛍光ランプを点灯するおそれを招来し、省電力という点で問題を提起する。
【００１９】
また、光源（蛍光ランプ）の入力を大きくし、各植物栽培ステージに対する全体としての照射光量を確保した場合は、植物栽培ステージ面における光量子密度分布のバラツキ、植物栽培ステージ面の温度上昇が発生する。
【００２０】
そこで、蛍光ランプが照射する熱による影響低減、あるいは均一な光照射面積確保のために、植物栽培ステージに対する間隔を比較的大きく設定する必要が生じ、植物栽培装置の高栽培密度化ないし省スペース化が阻害される。
【００２１】
上記の問題を解決する第２タイプの植物栽培装置Ｂ３０を以下に示す。図２９は、ほぼ長方形の４段の植物栽培ステージ３９及び天井板４０が４本の支柱４１により支持されている。これらの４段の植物栽培ステージ３９及び天井板４０により、間口１２００ｍｍ、奥行き４５０ｍｍ、高さ４００ｍｍの空間部４２が４箇所形成されている。天井板４０及び植物栽培ステージ３９の下面には、それぞれ光源パネルユニット４３が装着されている。なお、光源パネルユニット４３には、図示は省略されているが、各光源パネルユニット４３に給電するインバータを含む電源装置が天井板４０の上面に配置されている。
【００２２】
ここで、光源パネルユニット４３は光源として複数の蛍光ランプ４４を備えている。これらの蛍光ランプ４４は、例えば、入力電力１５Ｗ、長さ４５０ｍｍの熱陰極型の蛍光ランプであり、各光源パネルユニット４３には、２４０ｍｍ間隔で５本の熱陰極型の蛍光ランプ４４が備えられている。これらの熱陰極型の蛍光ランプ４４は、ほぼ長方形の天井板５及び４段の植物栽培ステージ３９の長辺に対してほぼ直交する方向に、平行配置されている。
【００２３】
なお、上記の光源パネルユニット４３において、熱陰極型の蛍光ランプ４４の装着間隔を２４０ｍｍから２００ｍｍに変更して装着本数を５本から６本に増設し、光源パネルユニット４３の全消費電力を９０Ｗとした場合、植物栽培ステージ３９上の最大光量子束密度として４５μｍｏｌ／ｍ２／ｓが得られる。
【００２４】
また、上記光源パネルユニット４３の光源を構成する蛍光ランプ４４として、熱陰極型の蛍光ランプの代わりに冷陰極型の蛍光ランプを用いることができる。この場合には、各蛍光ランプにリフレクタを備えることにより、ランプからの光を効率よく植物栽培ステージ３９上に照射できるように構成されている。
【００２５】
図３０は冷陰極型の蛍光ランプを用いた光源パネルユニット４３の要部構成を示す図で、図３０（ａ）は側面図、図３０（ｂ）は図３０（ａ）の直線Ａ−Ａ´に沿った断面図である。この光源パネルユニット４３は、一対の樹脂製ホルダー４５、これらの樹脂製ホルダー４５によって両端側が支持された放物反射面型の金属製リフレクタ４６、及び金属製リフレクタ４６の焦点に中心軸を位置合わせ装着配置した冷陰極型の蛍光ランプで構成されている。
【００２６】
図３１は光源パネルユニット４３の要部の構成を示す図で、同図（ａ）は光源パネルユニット４３の要部斜視図、同図（ｂ）、（ｃ）は要部断面図である。同図（ａ）に示すように、上記光源パネルユニット４３には、天井板４０あるいは植物栽培ステージ３９とほぼ同じ大きさのアルミニウム製フレーム４８が設けられている。これらのアルミニウム製フレーム４８はその断面が同図（ｂ）に示すようにＬ字型に折り曲げられており、対向する長辺の一方には、所定の間隔をおいて嵌め込み溝４９が形成されている。この嵌め込み溝４９には、冷陰極型の蛍光ランプ４４の一端に設けられた樹脂製ホルダー４５が嵌め込まれて固定されている。熱陰極蛍光ランプ４４の他端に設けられた樹脂製ホルダー４５は、同図（ｂ）に示されたように、アルミニウム製フレーム４８の対向する長辺の他方にネジ５０により固定されている。
【００２７】
なお、図３１（ｃ）は、アルミニウム製フレーム４８の対向する長辺のいずれの辺においても、同図（ｂ）に示したものと同様な嵌め込み溝４９が形成されており、これらの嵌め込み溝４９に冷陰極型の蛍光ランプ４４両端の樹脂製ホルダー４５が嵌め込まれて固定されている。
【００２８】
図３２は、図２９に示した植物栽培ステージ３９上に、複数個の植物栽培容器３７を配置するとともに、光源パネルユニット４３の配置状態を示す要部斜視図である。同図においては、図２９乃至図３１に示した各部の構成に対応する構成部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００２９】
なお、上記光源パネルユニット４３の光源を構成する蛍光ランプ４４として、熱陰極型の蛍光ランプを用いた場合には、２４０ｍｍ間隔で５本の熱陰極型の蛍光ランプ４４により、全消費電力が７５Ｗのとき、植物栽培ステージ３９上の最大光量子密度として３７μｍｏｌ／ｍ２／ｓが得られる。
【００３０】
また、上記例の光源パネルユニット４３において、熱陰極型の蛍光ランプ４４の装着間隔を２４０ｍｍから２００ｍｍに変更して装着本数を５本から６本に増設し、光源パネルユニット４３の全消費電力を９０Ｗとした場合、植物栽培ステージ３９上の最大光量子束密度として４５μｍｏｌ／ｍ２／ｓが得られる。
【００３１】
また、上記光源パネルユニット４３の光源を構成する蛍光ランプ４４として、熱陰極型の蛍光ランプの代わりに冷陰極型の蛍光ランプを用いる場合には、例えば、入力６．５Ｗ、長さ４５０ｍｍ、外径３ｍｍの蛍光ランプ８本を間隔１５０ｍｍで装着すると、全消費電力は１ユニット当たり５２Ｗで植物栽培ステージ３９上の最大光量子束密度として４０μｍｏｌ／ｍ２／ｓが得られる。
【００３２】
なお、冷陰極型の蛍光ランプ４４の場合は、熱陰極型の蛍光ランプに比べて１本当たりに投入できる電力が小さく、１本当たりの照射光量も低減するため、熱陰極型の蛍光ランプを用いた場合と同一の光量を得るには本数を増加する必要がある。しかし、冷陰極型の蛍光ランプ４４の投入電力が小さいことは、発熱量も小さくなり、栽培植物に与える熱の影響が小さくなるため、光源の近接照射が可能となる。つまり、光源パネルユニット４３による最大光量子束密度分布は、光源である蛍光ランプ４４との距離の２乗に反比例するため、投入電力を低く抑えることができる。
【００３３】
さらに、冷陰極型の蛍光ランプ４４を用いる場合、ランプの管径が熱陰極型の蛍光ランプの外径３２ｍｍに対して３ｍｍにできるため、光源部に占める高さも１００ｍｍから５０ｍｍにまで縮小できる。この結果、複数の植物栽培ステージ間の間隔が小さくでき、その段数を図３３に示すように、７段構成とすることも可能である。なお、同図においては、図２９乃至図３２に示された構成部分に対応する構成部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００３４】
以上説明した例によれば、光源パネルユニット４３を構成する光源である複数本の蛍光ランプ４４は、ほぼ長方形の天井板４０あるいは植物栽培ステージ３９の長辺に対してほぼ直交するように並行に配列されているため、光源パネルユニット４３に投入される消費電力を小刻みに調整することが可能であり、従って、植物栽培ステージ３９上に所望の光量子束密度を容易に供給し得る植物栽培装置が得られる。
【００３５】
すなわち、上記のように構成された光源パネルユニット４３においては、光源となる複数本の蛍光ランプ４４は、図２８に示した光源パネルユニット３６におけるように、天井板３３あるいは植物栽培ステージ３４の長辺に対してほぼ並行に配列した場合に比較して、それぞれの蛍光ランプの長さが短く、その消費電力も小さい。このため、蛍光ランプの装着間隔及び本数を調整することにより、光源パネルユニット４３の消費電力をきめ細かく調整でき、この結果、植物栽培ステージ３９上で所望の光量を得ることができる。
【００３６】
図３４は、植物培養装置Ｂの冷陰極型の蛍光ランプを用いた光源パネルユニットの他の例を示し、図３５は、その要部構成図で、同図（ａ）は側面図、同図（ｂ）は図３５（ａ）の直線Ａ−Ａ´に沿った断面図である。この光源パネルユニットは、一対の樹脂製ホルダー４５、これらの樹脂製ホルダー４５によって両端側が支持された放物反射面型の金属製リフレクタ４６、及びこの金属製リフレクタ４６の焦点に中心軸を位置合せ装着配置した蛍光ランプ４４で構成されている。
【００３７】
ここで、一対の樹脂製ホルダー４５はそれぞれ金属製のネジ５０によりアルミニウム製フレーム４８に固定されているが、このとき金属製リフレクタ４６も金属製のネジ５０により樹脂製ホルダー４５に固定される。このような構成により、金属製リフレクタ４６は、金属製のネジ５０を介してアルミニウム製フレーム４８に電気的に導通することになる。
【００３８】
蛍光ランプ４４は、図示しないが、インバータからの高電圧高周波の下で発光する。そのためランプ発光中、金属製リフレクタ４６に電荷が蓄積され、蓄積された電荷は感電防止のためグランドに逃がす必要がある。そこでアルミニウム製フレーム４８をグランドに接続することにより金属製リフレクタ４６に蓄積された電荷は金属製ネジ５０及びアルミニウム製フレーム４８を介して流れ、感電が防止される。
【００３９】
植物栽培装置Ｂは、光源パネルユニットの消費電力をきめ細かく調整でき、植物栽培ステージ１上で所望の光量子束密度を容易に得ることができる。
【００４０】
上述したように栽培ステージ側に光を照射させるために金属製リフレクタを使用した場合、冷陰極型の蛍光ランプは高圧高周波点灯であるため、金属製リフレクタへの漏洩電流が発生し均一発光光源とすることができなかった。
【００４１】
さて、図２７に示した植物栽培装置Ａ３１に配置されている蛍光ランプに電力を投入する方法としては、図３６に示すように、ＡＣ１００Ｖを蛍光ランプ３５に対応した個々の安定器にそれぞれ給電線５１を介して入力する方法をとっている。
【００４２】
また、図２９に示した長さ４５０ｍｍの蛍光ランプを植物栽培ステージの長手方向（１２００ｍｍ）と垂直にピッチ１３０ｍｍで使用した場合においても、図３７に示すように個々の光源パネルユニット５２の点灯回路５３へコネクタ５４を介してＤＣ電源もしくはＡＣ１００Ｖに給電線５５によって直接入力する方法をとっていた。
【００４３】
これらの方法では個々の光源パネルユニット（点灯回路）にそれぞれ独立して電力を供給するため、電源と光源パネルユニットの間を接続するための給電線が光源パネルユニットの数量分必要になる。特に光源パネルユニットの数量が多い場合は電線の数量も多くなり、外観、作業性とも悪くなっていた。
【特許文献１】特開平７−３２２７５９号公報
【特許文献２】特開２００１−２５８３８９号公報
【特許文献３】特開２００５−４００１３号公報
【非特許文献１】「農耕と園芸」誠文堂新光社発行  ２００５年１月号  ４１〜４５ページ
【非特許文献２】「農耕と園芸」誠文堂新光社発行  ２００４年１１月号  ４４〜４７ページ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００４４】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、植物栽培に際して栽培効率の増大、作業性の向上等を図ることを可能とした植物栽培方法及び植物栽培装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００４５】
本発明に係わる植物栽培方法は、植物栽培における花芽分化形成段階において、光量子束密度を３０〜１５０μｍｏｌ／ｍ２／ｓ、処理温度を１０〜２０℃の範囲において花芽分化処理を施すことを特徴とする。
【００４６】
本発明に係わる植物栽培方法は、前記植物がイチゴ苗であることを特徴とする。
【００４７】
本発明に係わる植物栽培装置は、ほぼ長方形の植物栽培ステージと、この植物栽培ステージに対向して配置され、前記植物栽培ステージを照射する複数本の蛍光ランプを備える光源パネルユニットとを備え、前記複数本の蛍光ランプは、前記植物栽培ステージの長辺に対しほぼ直交するように配置されており、前記複数の蛍光ランプの各々はリフレクタ内に収納されており、前記複数の蛍光ランプの一部の蛍光ランプとこの蛍光ランプを収納するリフレクタとの距離が他の蛍光ランプとリフレクタとの距離と異なるように構成したことを特徴とする。
【００４８】
本発明に係わる植物栽培装置は、前記複数の蛍光ランプの内、両端に配置された蛍光ランプにおいて前記蛍光ランプとリフレクタとの距離が他の蛍光ランプにおけるリフレクタとの距離とは異なるように設定されており、前記両端の蛍光ランプとリフレクタとの距離は同一に設定されていることを特徴とする。
【００４９】
本発明に係わる植物栽培装置は、植物栽培ステージと、この植物栽培ステージに対向して設けられた複数の蛍光ランプと、この蛍光ランプを収納するリフレクタ及び点灯回路からなる光源パネルユニットを備えた植物栽培装置において、前記複数の点灯回路は並列に接続されており、少なくとも１ヶ所の点灯回路へ外部から電力を供給するとともに、隣接する一方の点灯回路から他方の点灯回路へ電力を供給する如く構成したことを特徴とする。
【００５０】
本発明に係わる植物栽培装置は、前記隣接する一方の点灯回路から他方の点灯回路へ電力を供給する構成を少なくとも２個以上の点灯回路にて繰り返すことを特徴とする。
【００５１】
本発明に係わる植物栽培装置は、上部が開口している直方体状の有底コンテナと、この有底コンテナの対向する側面上部中央に形成された長方形状の一対の貫通孔と、前記一対の貫通孔の少なくとも一方の貫通孔に係止される光源装着部材と、この光源装着部材に装着された光源であって、前記有底コンテナの開口部上端より上方へ突出することなく前記有底コンテナの開口部に配置された光源とから構成された光源付キャリアを複数積層したことを特徴とする。
【００５２】
本発明に係わる植物栽培装置は、前記複数積層された光源付キャリアは温度制御された暗室空間中に配置されたものであることを特徴とする。
【００５３】
本発明に係わる植物栽培装置は、前記光源装着部材は前記一対の貫通孔の各々に係止される２個から構成されており、前記光源は前記２個の光源装着部材間に固定されることを特徴とする。
【００５４】
本発明に係わる植物栽培装置は、前記光源は冷陰極蛍光ランプであることを特徴とする。
【００５５】
本発明に係わる植物栽培装置は、前記光源はＬＥＤであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００５６】
実際の生産現場においては、花芽分化促進の効果を期待することは当然であるが、これに必要なコストも重視される。今回の温度及び光量の条件は両者を最適な範囲に設定し花芽分化の効果を保持しつつ空調電力のランニングコストも低減できる。
【００５７】
また、植物を育成するために必要な光量を得られる領域が大きくなったため、植物の栽培密度を増加させることが可能になった。
【００５８】
また、各点灯回路から給電線を出すと高圧側、低圧側で光源ユニットの２倍の電線が必要となり電線の処理が複雑化し、これを束ねる作業が必要となっていた。これに対して１個の点灯回路におおもとの電源から電力を供給し、隣接する点灯回路への電力の供給を点灯回路から点灯回路へ供給する方法を採用することにより、電線の本数が激減し作業が簡素化できるようになった。
【００５９】
また、電線やコネクタの電力、電流許容量を超えない範囲でおおもとの電源からの電力供給を２箇所にすると、一方の供電線が断線しても問題なく信頼性が向上するようになった。
【００６０】
また、均一発光光源が容易にでき、漏洩電流のためのアースの設置が不要となり、省電力化も可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６１】
挿し苗育苗を行ったイチゴ苗を低温庫内で冷陰極蛍光ランプを用いて８時間の日長処理を８月２０日〜９月１０日まで行った。処理条件は、低温庫内の温度を１０〜２０℃まで、光量子密度は３０〜１５０μｍｏｌ／ｍ２／ｓまで変化させて花芽分化率を評価した。この評価結果は表１に示す通りである。
【表１】
2006280364.tif 000003
【００６２】
また、この実験は、８〜９月にかけての夏期での実験であり、実際に行われる花芽分化処理においても前記時期に行われることになる。この時期の外気の環境温度は３０℃前後であり、表２のような低温環境を作り出すためには、温度が低くなるほど電力量としては大きくなってしまう。
【表２】
2006280364.tif 000004
【００６３】
図１のように植物栽培装置１１は間口１２００ｍｍ、奥行き４５０ｍｍ、ステージ間隔３００ｍｍにセットされた多段式の植物栽培ステージ１２の下面に樹脂製リフレクタ内に収納された直径３ｍｍの冷陰極型の蛍光ランプ１３が配置される。蛍光ランプ１３は、図２のように奥行き方向（植物栽培ステージの短手方向）に１３０ｍｍピッチで位置Ａ〜Ｉに９本配置され、更に各植物栽培ステージの上面には植物体を挿入した容器（図示せず）が所定の間隔で配置される。
【００６４】
図２に示すように金属フレーム１４を備えた各栽培ステージ毎に取着された各冷陰極型の蛍光ランプ１３には、光源パネルユニット１５が形成されている。この光源パネルユニット１５は、点灯回路１６、コネクタ１７から構成されている。各コネクタ１７は、受電端子１７ａと分岐端子１７ｂを有しており、給電線１８から２箇所の光源ユニット（位置Ａ、Ｉ）へ入力されることによって他の全ての光源ユニットへ給電されるように結線されている。
【００６５】
また、図３の例は、給電線１８からの電力を図のように右端の光源パネルユニット１５のみへ入力することにより、他の光源パネルユニットへ給電するようにしてもよい。このように構成することによって、図４に示すように各植物栽培ステージ１２毎に単一対の給電線１８を配線すればよくなった。
【００６６】
図５に示すように光源パネルユニットはリフレクタ１９、冷陰極型の蛍光ランプ２０、点灯回路１６から構成されており、リフレクタ１９の材質としては金属製の材質も選択肢として挙げられるが、一般的に冷陰極型の蛍光ランプは高周波、高電圧で点灯されるため、金属のような導電性のある材料では漏れ電流が発生する。このため安全性や点灯時の安定性を考慮するとリフレクタをアースに接続する必要がある。
【００６７】
更に、金属製リフレクタと蛍光ランプの距離を近接させた状態（例えば１ｍｍ）で設置した場合、微妙な距離の違いによって漏れ電流が大きく変化し蛍光ランプの光量も大きく変化してしまう。しかし樹脂材料を使用することにより漏れ電流の発生が無くなりアース線が不要となる上、リフレクタと蛍光ランプを近接させた際の光量変化の弊害が無くなるので、樹脂製リフレクタ１９を使用している。
【００６８】
ここで、光源パネルユニットに配置されている樹脂製リフレクタ１９付きの蛍光ランプ２０は、樹脂製リフレクタ１９内に配置される蛍光ランプ２０の位置によって被照射面での光分布が変化する。例として図６、図７のように樹脂製リフレクタ１９から蛍光ランプ２０の位置を２．５ｍｍ（図６）、４．５ｍｍ（図７）と変化させると被照射面での光分布は図８のように変化する。
【００６９】
この特性を利用し光源パネルユニットに設置されている９本の冷陰極型の蛍光ランプの内、図２に示すＡ〜Ｉのランプの内、両端部Ａ、Ｉの蛍光ランプに関しては図６に示した２．５ｍｍとし、Ｂ〜Ｈの蛍光ランプに関しては図７に示した４．５ｍｍに設置する。上記光源ユニットの被照射面での光分布を測定したところ、図９のように光量の相対値が８０％を越える領域が従来品と比べ６０ｍｍ程度大きくなっており、植物を育成するための有効面積を増加させることができた。
【００７０】
図１０は、植物栽培装置の光源パネルユニットの例を示し、図１１は、その構成図である。この光源パネルユニットは、一対の樹脂製ホルダー２１、これらの樹脂製ホルダー２１によって両端側が支持された放物反射面型の樹脂製リフレクタ２２と、この樹脂製リフレクタ２２に装着配置した蛍光ランプ２３及び蛍光ランプに高圧高周波電力を供給する点灯回路２４により構成されている。
【００７１】
ここで従来技術では、蛍光ランプは、点灯回路からの高電圧高周波の下で発光するため、ランプ発光中金属製リフレクタに電荷が蓄積され、蓄積された電荷は感電防止のためグランドに逃がす必要があり、アルミニウム製フレームと金属製リフレクタとを導通させる必要があった。そのため一対の樹脂製ホルダーはそれぞれ金属製のネジによりアルミニウム製フレームに金属製リフレクタとともに固定する必要があった。
【００７２】
しかし、本発明であるリフレクタ２２を金属製から樹脂製に変更することによって、樹脂製リフレクタ２２への電荷の蓄積を防ぐことができ、従来技術のように金属ネジによる固定が不要となり、樹脂製ホルダーにリベット状ボスを作ることにより、アルミニウム製フレームへの取り付けが容易となる。
【００７３】
図１２は、本発明の樹脂製リフレクタと従来技術による金属製リフレクタとのランプ軸方向の光相対分布図を示す。同図において、横軸はランプ軸方向、縦軸は光相対分布を示す。同図の横軸であるランプ軸方向の左側（０ｃｍ）が高圧側となり電流の流れとしては左から右へと流れ、金属製リフレクタを用いた従来技術では、電流がリフレクタへ漏れるため蛍光ランプの低圧側へ行くにつれ低発光となっている。同図から本発明の樹脂製リフレクタの場合は、金属製リフレクタと比較して、均一な発光光源にできることが明らかである。
【００７４】
また、本発明の他の実施形態として、図１３に示す装置を用いることも有効である。すなわち、図１３〜図１５には光源付キャリア６０を示してあり、図１４は図１３の上面図、図１５は図１４のＡ−Ａ線断面図である。この光源付キャリア６０は、上方が開口部６６となっている有底コンテナ６１と光源装置６２から構成されている。コンテナ６１はプラスチック製であって、幅５２ｃｍ、奥行き３２ｃｍ、高さ３１ｃｍで、短側面６３並びに長側面６４には多数のスリット６５が形成されている。短側面６３の上部であって開口部６６の真下には取っ手口６７が設けられている。
【００７５】
光源装置６２は、コンテナ６１の上部であって開口部６６直下の中央に長側面６４に平行に設けられている。詳細は後述するが、直径３ｍｍで長さ４５ｃｍの冷陰極蛍光ランプ６８と点灯回路６９から構成されている。図１６には上述したコンテナ６１を示してあるが、短側面６３上部中央に形成されている一対の取っ手口６７は、互いに対向する対称位置に配置されており、長方形の開口を有している。短側面６３並びに長側面６４に形成されている多数のスリット６５の各々は長形で、幅方向に平行で４段にわたってコンテナの内外を貫通して形成されている。
【００７６】
取っ手口６７は幅広な板状体で囲まれた長方形の開口によって形成されており、文字通りコンテナ６１の運搬に際して利用されるが、本発明にあっては、図１３〜図１５に示した光源装置６２の装着にあたって重要な役割を果たす。また、取っ手口６７を囲む板状体の内、上部の板状体はコンテナ６１の本体板状体７１から外方へ突出する鍔部７０を形成している。
【００７７】
このように構成されているコンテナ６１の内部には、図１７に示したイチゴ苗７２が、各々角形のポット７３に植栽されて長方形の平板状苗トレー７４に整列して収納される。イチゴ苗７２がコンテナ６１に収納された状態を図１８に示す。
【００７８】
さて、図１９、図２０には光源装置６２を示してあり、図２０（ａ）は側面図、図２０（ｂ）は下方から見た図、図２０（ｃ）は図２０（ａ）の矢印に示した左側方から見た図である。冷陰極蛍光ランプ６８は、透光性のランプ保護管７５によって覆われ破損防止のために保護されている。ランプ保護管７５の上部は反射板７６に固定されている。
【００７９】
冷陰極蛍光ランプ６８、ランプ保護管７５は反射板７６の一端に取着されているランプ取付金具７７に装着されている。反射板７６の一端、すなわちランプ取付金具７７が取着されている端部には光源装着部材７８が取着されている。この光源装着部材７８は幅広の金属板を屈曲して形成されているが、この幅は前述したコンテナ６１の取っ手口６７の開口幅より小に形成されている。
【００８０】
光源装着部材７８は、階段状に屈曲して形成されているが、上部平坦部７９には反射板６２が固定される。この上部平坦部７９から同一幅で上部垂直部８０が下方へ直角に屈曲形成されている。この上部垂直部８０からは同一幅で下部平坦部８１が外方へ直角に屈曲形成されている。この下部平坦部いる。また、下８１からは幅狭の下部垂直部８２が下方へ直角に屈曲して形成されて部平坦部８１と下部垂直部８２との屈曲点には係止部８３が形成されている。
【００８１】
係止部８３は、図１６に示した取っ手口６７上部の鍔部７０の板厚より大なる間隙を形成するように、立設部８４とこの立設部８４から下部平坦部８１に平行な係止板８５とから構成されている。幅狭の下部垂直部８２には入力線８６が引き出された点灯回路６９が取着されている。このようにして光源装置６２が構成される。
【００８２】
さて、このようにして構成された光源装置６２をコンテナ６１へ装着する方法について図２１を参照して説明する。光源装置６２の反射板７６はコンテナ６１の一方の取っ手口６７から矢印の方向に長側面６４に平行にコンテナ６１の内部へ挿入する。光源装着部材７８が取っ手口６７に当接するまでランプ取り付けられている反射板７６をコンテナ６１の内部へ挿入すると、光源装着部材７８の下部平坦部８１までコンテナ６１の内部に挿入される。
【００８３】
そして、図１３〜図１６をも参照すると、光源装着部材７８の係止部８３は取っ手口６７上部の鍔部７０を挟むようにされ、コンテナ６１内部へ延びる反射板を平行に支持することができる。図２１に示した光源装着部材７８の係止部８３の中央には切欠部８６が形成されているが、コンテナ６１の取っ手口６７上部の鍔部７０中央に、立壁８７が設けられている場合にこの立壁８７を切欠部８６に逃がす機能を有している。
【００８４】
このようにして、図１３〜図１５に示すように光源装置６２は点灯回路６９のみをコンテナ６１の外部に残し、ランプの取着された反射板７６がコンテナ上部中央に着脱自在に装着された。なお、反射板７６はコンテナ６１の開口部６６から上方には露出することなくコンテナ６１の開口部６６と取っ手口６７の上端との間に配置されることになる。
【００８５】
なお、上述した例では単一の光源装着部材７８のみによって単一の冷陰極蛍光ランプからなる光源装置６２をコンテナ６１の上部に装着したが、図２２（ａ）（ｂ）（ｃ）に示したように２本の平行な冷陰極蛍光ランプ６８をコンテナ６１に装着することもできる。図２２（ａ）は上面図、図２２（ｂ）は図２２（ａ）のＡ−Ａ線断面図、図２２（ｃ）は下方から見た図である。
【００８６】
すなわち、２個の平行な反射板７６は１枚の支持板８８の下部に取着される。支持板８８の両端中央にはそれぞれ光源装着部材７８が取り付けられており、これら一対の光源装着部材７８はコンテナ６１の対向する取っ手口６７に装着される。なお、このような構成においては図１３〜図２１に示した構成の光源装着部材７８と同一構成のように取っ手口６７から差し込むことによって一工程で装着することはできないが、工程を分けて行うことで容易に装着することが可能である。また、図２２ではランプが２本の例について説明したが３本以上複数本を平行に取り付けることができる。
【００８７】
また、図２３には光源装置６２に冷陰極蛍光ランプに代えてＬＥＤ８９を用いた例を示してある。図２３の（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は下方から見た図である。反射板７６の下部には多数のＬＥＤ８９が配列されており、反射板７６の一端には図１９で示したと同様な光源装着部材７８が取着されていて、図２１に示したと同様に図示しないコンテナに装着される。
【００８８】
図２４には図２３に示したよりも更に多数のＬＥＤ８９を用いて、コンテナ６１の開口部全面から光を照射する構成を示したものである。図２４（ａ）は上面図、図（ｂ）は図（ａ）のＡ−Ａ線断面図、図（ｃ）は下方から見た図である。そして、この例は光源装着部材７８が取着されていて、コンテナ６１の両取っ手口６７に装着される。
【００８９】
また、図２５（ａ）（ｂ）（ｃ）には図２４の例において、ＬＥＤ８９配列の中心に冷陰極蛍光ランプ６８が配置された例である。栽培すべき植物に応じて生育に適した波長光を生成するために、ＬＥＤと冷陰極蛍光ランプとの組み合わせやそれぞれの個数を増減することで最適な光源を形成することが可能となる。
【００９０】
さて、図１３〜図２５によって種々の形態の光源付キャリアの説明を行ったが、これらの光源付キャリアを低温庫内に設置してイチゴ苗を栽培する例を図２６を参照して説明する。図２６に示すように、低温庫９０には空調機９１が設置されていて庫内の温度を制御している。低温庫９０は庫外の環境に影響されないように構成されており、扉９２によって入退するようにされている。庫内には光源付キャリア６０が設置されている。複数の光源付キャリア６０は高さ方向に積層され、設置面積当たりのイチゴ苗の収量を増大することを可能としている。更に、このように高さ方向に積層しても、各々の光源付キャリア６０ごとに独立して最適光量を供給することができ、積層位置による栽培／生育のばらつきは発生しない。
【００９１】
なお、イチゴ苗を確実に花芽分化させるためには温度管理が重要となってくる。実際に温度設定を行う場合はキャリア内に発熱体である光源が配置されているため、キャリア内の温度と低温庫内の温度には差が生じてくる。このため、実際にキャリア内を所定の温度に設定するためには、低温庫内の温度を若干低温に設定するか、キャリア内の温度を測定し低温庫の温度を制御する必要がある。
【００９２】
さちのかの品種を使い、２００４年８月に下記の表３に示した各花芽処理を２０日間行い、花芽分化率を評価した後、９月に栽培ベッドに植え付け２００５年６月までの収穫量の評価を行った。
【表３】
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【００９３】
上記表３のように、上記実施例の装置であれば、イチゴ花芽分化率が高く、総収量も他の方法に比べて高い結果であった。要因としては、低温暗黒処理に比べて、花芽処理期間中に呼吸により失ったエネルギを、光による光合成のエネルギで補給できるので、健全で活性の高い苗に仕上がった。
【００９４】
また、夜冷短日処理に比べると、人的な作業（苗の出し入れ）がないため作業ばらつきが生じず、更に夜冷処理では昼間は太陽光に当てるのに対し、本発明の方法では完全制御された空間で処置を行うため気象の影響を全く受けないので安定した処理が実現できた。作業に関しては、夜冷処理に比べ苗の出し入れがなく、２４時間タイマによる光源の動作と水やりのみでよく、作業の省力化となる。
【００９５】
装置の構成としては夜冷処理に比べると、低温暗黒処理と同様にイチゴ苗を植えたコンテナを立体的に設置することができ、小さな低温庫で多くの処理が可能になった。このため、建物や空調設備に必要な初期投資が少なくてすみ、空調を行う容積も栽培密度の増大で小さくすることができ省電力化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の実施形態に係る植物栽培装置を示す斜視図。
【図２】図１の要部を拡大して示す図。
【図３】本発明の他の実施形態に係る植物栽培装置の要部を拡大して示す図。
【図４】本発明の実施形態に係る植物栽培装置の配線状態を示す図。
【図５】本発明の実施形態に係る植物栽培装置の要部を拡大して示す図。
【図６】本発明の実施形態に係る植物栽培装置の要部を拡大して示す図
【図７】本発明の実施形態に係る植物栽培装置の要部を拡大して示す図
【図８】図６及び図７に示した構成の特性比較図。
【図９】本発明の実施形態に係る植物栽培装置の特性比較図。
【図１０】本発明の実施形態に係る植物栽培装置の要部を拡大して示す図。
【図１１】図１０の一部を拡大して示す図。
【図１２】本発明の実施形態に係るリフレクタの特性比較図。
【図１３】本発明の他の実施形態に係る植物栽培装置を示す斜視図。
【図１４】図１３の上面図。
【図１５】図１４のＡ−Ａ線断面図。
【図１６】図１３の要部を示す斜視図。
【図１７】栽培対象を説明する斜視図。
【図１８】図１７に示す栽培対象を収納した状態を示す透視斜視図。
【図１９】図１３の要部を示す斜視図。
【図２０】図１９の側面、正面、上面を示す図。
【図２１】図１３の装着状態を説明するための斜視図。
【図２２】本発明の他の実施形態の上面、断面、下面を示す図。
【図２３】本発明の他の実施形態の要部の側面、正面、下面を示す図。
【図２４】本発明の他の実施形態の上面、断面、下面を示す図。
【図２５】本発明の他の実施形態の上面、断面、下面を示す図。
【図２６】本発明の他の実施形態を示す透視斜視図。
【図２７】従来の植物栽培装置を示す斜視図。
【図２８】図２７の要部を拡大して示す図。
【図２９】従来の他の植物栽培装置を示す斜視図。
【図３０】図２９の一部を拡大して示す図。
【図３１】図２９の一部を拡大して示す図。
【図３２】図２９の装置の使用状態を示す図。
【図３３】従来の他の植物栽培装置を示す斜視図。
【図３４】従来の植物栽培装置の一部を拡大して示す図。
【図３５】図３４の要部を拡大して示す図。
【図３６】従来の植物栽培装置の配線状態を示す図。
【図３７】図３６の要部を拡大して示す図。
【符号の説明】
【００９７】
１１…植物栽培装置、１２…植物栽培ステージ、１３…蛍光ランプ、１４…金属フレーム、１５…光源パネルユニット、１６…点灯回路、１７…コネクタ、１８…給電線、１９…リフレクタ、６０…光源付キャリア、６１…有底コンテナ、６２…光源装置、６３…短側面、６４…長側面、６５…スリット、６６…開口部、６７…取っ手口、６８…冷陰極蛍光ランプ、６９…点灯回路、７０…鍔部、７１…本体板状体、７２…イチゴ苗、７３…ポット、７４…苗トレー、７５…ランプ保護管、７６…反射板、７７…ランプ取付金具、７８…光源装着部材、７９…上部平坦部、８０…上部垂直部、８１…下部平坦部、８２…下部垂直部、８３…係止部、８４…立設部、８５…係止板、８６…入力線、８８…支持板、８９…ＬＥＤ、９０…低温庫、９１…空調機。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2006280364.tif 000021
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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