(57)【要約】【課題】効率的ないし最適な照明によって植物を育成できる植物育成装置を提供する。【解決手段】本発明に係る植物育成装置１００は、上方へ伸張するように成長可能な植物１０４が載置される載置部１０２と、前記植物１０４に光を照射する照射手段１１２と、前記植物１０４の上下方向の高さを検出する検出手段１４０と、前記検出手段１４０によって検出された高さに応じて、前記照射手段１１２を移動させる移動手段１２０，１３０と、を備えている。【選択図】図１２
2018171008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方へ伸張するように成長可能な植物が載置される載置部と、
前記植物に光を照射する照射手段と、
前記植物の上下方向の高さを検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された高さに応じて、前記照射手段を移動させる移動手段と、を備えていることを特徴とする植物育成装置。
【請求項２】
前記検出手段は、前記照射手段と一体に移動可能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の植物育成装置。
【請求項３】
前記移動手段は、前記照射手段を上下方向に移動させる上下移動装置と、前記照射手段を横方向に移動させる左右移動装置とを有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の植物育成装置。
【請求項４】
前記照射手段は、水冷式のＬＥＤであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の植物育成装置。
【請求項５】
前記検出手段は、投光部と受光部を有する光学センサであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の植物育成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物に光を照射して該植物を育成する植物育成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電力の可視光線への変換効率が高く、かつ寿命が長いことから、発光ダイオード（ＬＥＤ）を備えた照明装置が、照明を必要する種々の施設で広く用いられている。このような照明装置は、例えば、野菜、稲、花等の栽培用植物の苗を育成するための苗育成装置にも用いられる（例えば、特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２０７９３３号公報
【特許文献２】特開２０１３−０１７３９７号公報
【特許文献３】特開２０１３−２５１２３０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、苗などの植物を育成する植物育成装置において、植物と照明装置との位置関係によっては、必ずしも効率的ないし最適な照明を実現できない可能性がある。
【０００５】
そこで、本発明は、効率的ないし最適な照明によって植物を育成できる植物育成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するためになされた本発明に係る植物育成装置は、上方へ伸張するように成長可能な植物が載置される載置部と、前記植物に光を照射する照射手段と、前記植物の上下方向の高さを検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された高さに応じて、前記照射手段を移動させる移動手段と、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る植物育成装置によれば、苗などの植物に対する照明の効率的ないし最適化を図ることができ、これにより、植物の成長の均一化及び成長の促進を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、栽培用植物の苗を生産する苗生産装置の全体構成を示す模式的な平面図である。
【図２】図２は、図１に示す苗生産装置を構成する播種装置の側面図である。
【図３】図３は、図２に示す播種装置を構成する播種機の側面図である。
【図４】図４は、図１に示す苗生産装置で用いられる台車の正面図である。
【図５】図５は、図１に示す苗生産装置で用いられる台車の側面図である。
【図６】図６は、その内部に照明装置が配設された育苗室の正面図である。
【図７】図７は、その内部に照明装置、冷却水循環通路、熱交換器等が配設された育苗室の側面図である。
【図８】図８は、台車を収容している状態における育苗室の側面図である。
【図９】図９は、照明装置、冷却水循環通路、熱交換器等の模式的な斜視図である。
【図１０】図１０は、熱交換器等の模式的な側面断面図である。
【図１１】図１１は、照明装置、冷却水循環通路等の模式的な立面断面図である。
【図１２】図１２は、苗育成装置を示す斜視図である。
【図１３】図１３は、図１２に示す苗育成装置の制御システム図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の実施形態を具体的に説明する。まず、図１を参照しつつ、栽培用植物の苗を生産する苗生産装置の全体構成を説明する。なお、この実施形態では、室内照明システムが苗育成装置に利用されているが、本発明は、室内に収容された対象物を照明する苗育成装置以外の種々の施設又は装置、例えば工場、コンビニ等にも利用することができるのはもちろんである。
【００１０】
また、この実施形態における苗生産装置は接木苗を生産するためのものであるが、本発明に係る室内照明システムないしは苗育成装置は、このような接木苗を生産するための苗生産装置のほか、接木されない栽培用植物、例えば稲、葉菜類（レタス、キャベツ等）、果菜類（イチゴ等）、根菜類（大根、ニンジン等）、花などの苗を生産するための苗生産装置にも用いることができるのはもちろんである。
【００１１】
［第１実施形態］
図１に示すように、苗生産装置１は、播種装置２と、本発明に係る室内照明システムを備えた複数の苗育成装置３と、接木装置４と、複数の養生装置５とを備えている。図１における苗育成装置３又は養生装置５の設置数は単なる例であり、本発明がこれらに限定されるものでないことはもちろんである。なお、苗育成装置３又は養生装置５は、必ずしも複数設置する必要はなく、１つのみ設置するようにしてもよい。
【００１２】
播種装置２は、穂木用植物の種子又は台木用植物の種子と、種子の発芽により生じた苗の育成に適した土（例えば、培養土、栽培土等）とが鉢１０（図２参照）に収容されてなる種子含有栽培媒体を作成した上で、このような複数の種子含有栽培媒体をトレー３６（図４、図５参照）の上に配列し、このトレー３６を育苗用台車６に積載する。なお、専ら穂木用植物の種子含有栽培媒体を作成するための穂木用播種装置と、専ら台木用植物の種子含有栽培媒体を作成するための台木用播種装置とを並列に設けてもよい。とくに、苗生産装置１の規模が大きい場合は、このように２つの播種装置を並列に設けるのが好ましい。複数のトレー３６を積載した育苗用台車６は、作業者によって移動させられ、複数の苗育成装置３のうちの１つの苗育成装置３に移送される。
【００１３】
苗育成装置３は、穂木用植物又は台木用植物の種子を発芽させた上で、該発芽により生じた苗を育成する。複数の苗育成装置３は、それぞれ、育苗用台車６と、該育苗用台車６を収容する育苗室７とを有している。複数の育苗用台車６の構造及び寸法は実質的に同一であり、また複数の育苗室７の構造及び寸法も実質的に同一である。したがって、各苗育成装置３は、穂木用植物の苗及び台木用植物の苗のいずれをも育成することができる。なお、余剰の苗育成装置３は稼働が停止される。
【００１４】
かくして、穂木用植物の苗と台木用植物の苗とがそれぞれ、苗育成装置３によって、光照射量、温度、湿度、灌水量等が適切に制御された良好な育成環境の下で並行して育成される。各苗育成装置３において穂木用植物又は台木用植物の苗が所定の状態に成長したときには、育苗室７に収容されている育苗用台車６は、作業者によって外部に引き出され、接木装置４の近傍に移動させられる。
【００１５】
接木装置４は、それぞれ苗育成装置３によって育成された穂木用植物の苗と台木用植物の苗とを接木して接木苗を作成する。すなわち、接木装置４は、穂木用植物の苗の下部（おおむね根側の半部）を切除して穂木を作成する一方、台木用植物の苗の上部（おおむね葉先側の半部）を切除して台木を作成した上で、穂木と台木とを接木して接木苗を作成する。接木装置４によって作成された複数の接木苗はそのままトレー３６の上に配列され、又は根の部分に鉢１０が装着された後でトレー３６の上に配列される。トレー３６は養生用台車８に積載される。複数のトレー３６を積載した養生用台車８は、作業者によって移動させられ、複数の養生装置５のうちの１つの養生装置５に移送される。
【００１６】
養生装置５は、接木装置４により作成された接木苗を養生する。複数の養生装置５は、それぞれ、養生用台車８と、該養生用台車８を収容する養生室９とを備えている。複数の養生用台車８の構造及び寸法は実質的に同一であり、また複数の養生室９の構造及び寸法も実質的に同一である。なお、図１に記載された３つの矢印は、育苗用台車６又は養生用台車８の基本的な移動方向を示している。
【００１７】
この苗生産装置１において、苗育成装置３のための育苗用台車６と養生装置５のための養生用台車８は、その構造及び寸法が実質的に同一である。また、苗育成装置３を構成する育苗室７と養生装置５を構成する養生室９も、その構造及び寸法が実質的に同一である。要するに、苗育成装置３と養生装置５とは、その構造は実質的に同一であるが、その使用形態が種子又は苗の育成であるか、接木苗の養生であるかに応じて、その運転条件、すなわち温度、湿度、灌水、光照射の態様等が異なるだけである。
【００１８】
この実施形態では、前記のとおり、苗育成装置３で、穂木用植物又は台木用植物の種子を発芽させた上で発芽により生じた苗を育成するようにしている。すなわち、苗育成装置３で、種子の発芽と苗の育成の両方を行うようにしている。しかしながら、苗育成装置３とは別に発芽室（図示せず）を設け、発芽室で発芽させた苗を苗育成装置３に移送して育成するようにしてもよい。この場合、発芽室から取り出された苗を、その成長度に基づいて選別し、成長度がほぼ等しい苗を苗育成装置３に移送するのが好ましい。このようにすれば、苗育成装置３で、成長度がほぼ同じ苗、すなわち良質な苗を生成することができる。
【００１９】
以下、図２及び図３を参照しつつ、苗生産装置１を構成する播種装置２の構成及び動作を説明する。この播種装置２は、それぞれ鉢１０内に栽培植物の種子と該栽培植物の育成に適した土（又は土以外の固体の栽培媒体）とが収容されてなる多数の種子含有栽培媒体１１を作成する。この苗生産装置１では、１台の播種装置２で、所望の数量の穂木用植物の種子含有栽培媒体と所望の数量の台木用植物の種子含有栽培媒体とを交互に作成するようにしている。なお、播種装置２の操作ないしは動作は、穂木用植物の種子含有栽培媒体を作成する場合と台木用植物の種子含有栽培媒体を作成する場合とで格別の差異はない。
【００２０】
図２に示すように、播種装置２には、例えばプラスチックで製作された多数の鉢１０（播種・育苗用容器）を、水平面内において矢印Ｘで示す方向（以下「Ｘ方向」という。）に直線状に搬送する搬送装置１２が設けられている。この搬送装置１２は、その下端部に支持台キャスタ１３を備えた複数の支持台１４によって支持されている。さらに、播種装置２には、鉢１０の搬送方向すなわち流れ方向に関して上流側から順に、穂木用植物又は台木用植物の種子２０（以下、単に「種子２０」という。）を貯留する種子貯留槽１５と、種子貯留槽１５に貯留されている種子２０を各鉢１０に１粒ずつ分配する種子供給機１６と、種子２０を収容している各鉢１０に適量の土を供給する土供給機１７と、種子２０及び土を収容している各鉢１０に適量の水を供給する水供給機１８とが設けられている。
【００２１】
詳しくは図示していないが、搬送装置１２は、水平面内においてＸ方向と垂直な方向指示マークＹで示す方向（以下「Ｙ方向」という。）、すなわち搬送装置１２の幅方向に、複数個（例えば、１０個）の鉢１０を直線状に並べた状態で、これらの鉢１０をＸ方向に連続的又は間欠的に搬送するようになっている。すなわち、搬送装置１２は、鉢１０を複数列（例えば、１０列）でＸ方向に同一の移動態様で搬送する。さらに、搬送装置１２には、鉢１０が、種子供給機１６に対して、適切な位置に配置されているか否かを検出する位置センサ１９が設けられている。なお、図２において、矢印Ｚは上下方向を示している。
【００２２】
また、種子供給機１６と土供給機１７と水供給機１８とは、それぞれ、Ｙ方向に並ぶ複数の鉢１０に対して、個別にかつ同時に種子２０、土又は水を供給するようになっている。それぞれ種子２０と土と水とが鉢１０に収容されてなる複数（例えば、２００個）の種子含有栽培媒体１１は、トレー３６の上に所定の配列（例えば、縦２０列・横１０列の碁盤の目状）で載置される。それぞれ複数の種子含有栽培媒体１１を載せた複数（例えば、８個）のトレー３６は育苗用台車６に積載される。この後、育苗用台車６は、作業者によって移動させられ、育苗室７に収容される。
【００２３】
図３に示すように、種子供給機１６には、搬送装置１２の上方に配置され種子貯留槽１５から種子２０を上下に重なることなく整列させて取り出す種子取出機構２１と、搬送装置１２の上方に配置され種子取出機構２１によって取り出された種子２０を把持して搬送装置１２上の各鉢１０に１粒ずつ分配する種子分配機構２２とが設けられている。
【００２４】
詳しくは図示していないが、種子取出機構２１は、それぞれＸ方向に下方に傾斜しつつ伸びる一方、Ｙ方向に所定の配列間隔で互いに離間して配置された互いに平行な複数本（例えば、１０本）の種子移動通路２３（例えば、横断面がＶ字谷状の溝）を備えている。なお、複数の種子移動通路２３の本数及び配列間隔は、それぞれ搬送装置１２上でその幅方向に並ぶ鉢１０の個数及び配列間隔と同一である。かくして、種子取出機構２１は、種子２０を複数列（例えば、１０列）で種子分配機構２２に供給する。すなわち、種子取出機構２１は、種子分配機構２２が種子２０を把持することができる形態に配列する。
【００２５】
種子分配機構２２は、Ｙ方向に伸び図３中における位置関係において反時計回りに回転するシャフト２４のまわりに取り付けられ、シャフト２４と一体的に回転する６つの回転部材２５を備えている。６つの回転部材２５は、シャフト２４の中心軸のまわりに、中心角で互いに６０°ずつ隔てた角度位置に配置されている。詳しくは図示していないが、各回転部材２５は、Ｙ方向に所定の配列間隔で互いに離間して平行に配置された複数（例えば、１０個）のピンセット状の把持部材２６を備えている。なお、回転部材２５に設けられる複数の把持部材２６の個数及び間隔は、それぞれ、種子取出機構２１の種子移動通路２３の本数及び間隔と同一である。
【００２６】
各把持部材２６は、それぞれ種子取出機構２１の各種子移動通路２３の先端部に対応する位置で、各種子移動通路２３内に配列されている種子２０のうちの先頭に位置する１つの種子２０を把持する。そして、この把持部材２６は、回転部材２５の回転に伴って種子２０を供給すべき鉢１０に対応する位置にきたときに、種子２０の把持を解除する。その結果、この種子２０は鉢１０内に自由落下する。
【００２７】
種子分配機構２２には、各回転部材２５ひいては該回転部材２５に配設された各把持部材２６を、シャフト２４に対して離反する方向又は接近する方向（以下「径方向」という。）に移動させるための把持部材進退カム２７と、各把持部材２６の先端部（径方向に関して外側の端部）に配設された種子把持器２８を開閉するための種子把持器開閉カム２９とを備えている。
【００２８】
把持部材進退カム２７は、その位置が固定された略円板状のカムである。そして、把持部材進退カム２７は、その周方向に関して、種子移動通路２３の先端部に対応する角度位置（以下「種子把持角度位置」という。）と、搬送装置１２上の種子２０を供給すべき鉢１０に対応する角度位置（以下「種子落下角度位置」という。）とに膨出部を有している。この膨出部は、種子把持角度位置又は種子落下位置で最も膨出するような態様でなだらかに、すなわち角部を形成することなく、部分的に径方向外向きに膨出している。他方、各回転部材２５には、その径方向内端部が把持部材進退カム２７の周面に常時当接しているカム当接部３０が設けられている。
【００２９】
かくして、各回転部材２５ひいては各把持部材２６は、種子把持角度位置又は種子落下角度位置にきたときには、把持部材進退カム２７の各膨出部によって、その膨出度合いに応じて径方向外向きに突出させられ、種子把持器２８が種子２０を把持し又は自由落下させることが可能となる。他方、回転部材２５は、種子把持角度位置又は種子落下角度位置でない位置では、径方向内向きに後退させられる。
【００３０】
種子把持器開閉カム２９は、その位置が固定された略円板状のカムである。そして、種子把持器開閉カム２９も、把持部材進退カム２７と同様に、種子把持角度位置と種子落下角度位置とでなだらかに部分的に径方向外向きに膨出している。他方、回転部材２５には、種子把持器開閉カム２９の膨出部と係合したときには各種子把持器２８の先端部を開く一方、膨出部と係合していないときには各種子把持器２８の先端部を閉じる又は絞る種子把持器開閉機構（図示せず）が設けられている。
【００３１】
各把持部材２６の種子把持器２８は、種子把持角度位置又は種子落下角度位置にきたときには、種子把持器開閉カム２９の各膨出部と種子把持器開閉機構とによって突出した状態で開かれ、種子２０を種子把持器２８内に取り込み又は種子２０を種子把持器２８から下方に落下させることが可能な状態となる。なお、種子把持器２８への種子２０の取り込みを、種子把持器内部を減圧することにより助勢し、種子把持器２８からの種子２０の離脱を、種子把持器内部を加圧することにより助勢するようにしてもよい。
【００３２】
以下、図４及び図５を参照しつつ、苗育成装置３のための育苗用台車６の構成及び動作を説明する。育苗用台車６は、その骨格をなす台車本体部３３と、台車本体部３３を構成する４本の支柱の各下端部に取り付けられた台車キャスタ３４と、台車本体部３３に配設された複数（例えば、８個）のトレー保持部材３５とを有している。複数のトレー保持部材３５は、上下方向に互いに離間して配置され、各トレー保持部材３５は、それぞれ、複数（例えば、１２個）のトレー３６を保持するようになっている。各トレー保持部材３５の上下方向の配列間隔は、穂木用植物又は台木用植物の苗が育苗室７内で育成されたときに、苗上端部と、その上側のトレー保持部材３５もしくはトレー３６又は育苗室７の構成要素との間に適切な空間が形成されるように好ましく設定される。なお、図４及び図５においては、穂木用植物又は台木用植物の苗が、接木に適した程度まで成長した状態を示している。
【００３３】
詳しくは図示していないが、各トレー保持部材３５には、その上に保持されているトレー３６に載置された種子含有栽培媒体１１又は該種子含有栽培媒体１１中の種子２０が発芽して苗となっているもの（以下「育成苗１１ａ」という。）に灌水する灌水部材３７と、余剰の水をトレー３６から排出する排水部材３８とが設けられている。灌水部材３７には、育苗室７に設けられた水供給機構（図示せず）から水が供給される。なお、育苗室７のドア（図示せず）を閉じたときには、灌水部材３７は自動的に水供給機構に接続される。
【００３４】
以下、図６〜図１１を参照しつつ、本発明に係る室内照明システムを備えた苗育成装置３の構成及び動作を説明する。
図６〜図１０に示すように、苗育成装置３を構成する育苗室７は、そのハウジング３９（壁部）の内部において上下方向に互いに離間して配置された複数（例えば、８個）の支持部材４０を有している。ここで、各支持部材４０の上下方向の配列間隔は、育苗用台車６における各保持部材３５の上下方向の配列間隔と同一である。そして、各支持部材４０は、育苗室７内に育苗用台車６が収容されているときに（図８に示す状態）、上下方向に関して、育苗用台車６のトレー保持部材３５と育苗室７の支持部材４０とが１つずつ交互に位置するように配置されている。すなわち、育苗室７内に育苗用台車６が収容されているときに、各トレー保持部材３５は、上下方向に関して、隣り合う２つの支持部材４０の間に位置する。
【００３５】
詳しくは図示していないが、育苗室７には、その内部の温度、湿度、灌水量等を、苗の育成に適した状態となるよう自動的に制御する栽培環境調整機構が設けられている。なお、このような栽培環境調整機構は、従来当業者の間でよく知られているので、その詳しい説明は省略する。
【００３６】
また、育苗室７には、育成苗１１ａの成長を促進するために、二酸化炭素（ＣＯ２）を供給する二酸化炭素供給機と、酸素（Ｏ２）を供給する酸素供給機とが設けられている。二酸化炭素は、育成苗１１ａの葉ないしは茎における光合成を促進し、酸素は主として育成苗１１ａの根の呼吸ひいては成長を促進する。二酸化炭素及び酸素の供給量は、育成苗１１ａの種類、該育成苗１１ａの成長を促進させる度合い等に応じて好ましく設定される。ここで、二酸化炭素は、空気よりも比重が大きいので、育成苗１１ａの上端部のやや上方に供給すれば、育成苗１１ａの葉ないしは茎に万遍なくゆきわたる。酸素は、育成苗１１ａの根の近傍に供給すればよい。なお、育成苗１１ａの成長をとくに促進する必要がなければ、二酸化炭素供給機及び酸素供給機を設けなくてもよい。
【００３７】
二酸化炭素供給機及び酸素供給機を設けた場合、二酸化炭素及び酸素を育成苗１１ａの周囲に留まらせ、その拡散を抑制するために、トレー３６の周縁又はトレー３６内（例えば、適度な間隔で、平面視で碁盤の目状に縦横に配置される）に、育成苗１１ａの側方を囲う透明な壁を設けるのが好まししい。この透明な壁は、育成苗１１ａへの光の照射の障害にはならない。
【００３８】
支持部材４０には、育苗室７内に収容されている育成苗１１ａに光を照射するための多数の発光ダイオード４１（ＬＥＤ）を備えた照明装置４２と、その一部が発光ダイオード４１の近傍に配置され、その内部を冷却水が循環して流れる冷却水循環通路４３とが設けられている（図１１参照）。後で詳しく説明するように、冷却水循環通路４３の一部（発光ダイオード４１の近傍に配置された部分）は、照明装置４１のフレーム４４の内側に配置されている（図１１参照）。また、育苗室７内には、冷却水循環通路４３に介設された熱交換器４５が配設されている。
【００３９】
各支持部材４０においては、多数の発光ダイオード４１が複数の発光ダイオード群に区分され、各発光ダイオード群にそれぞれ水平方向に伸びる細長い照明装置４２（部分的照明装置）が設けられている。そして、図９に示すように、冷却水循環通路４３は、後で説明する熱交換器４５の冷却水流路４６（図１０参照）に接続された主水路４３ａと、各発光ダイオード群に対してそれぞれ設けられ主水路４３ａに並列に接続された分岐水路４３ｂとで構成されている。
【００４０】
各発光ダイオード群においては、冷却水循環通路４３の一部をなす分岐水路４３ｂは、各発光ダイオード４１の近傍を２回通るようにＵ字状に屈曲して形成されている。すなわち、各発光ダイオード４１の近傍には、冷却水循環通路４３の一部をなす分岐水路４３ｂの往路部分と復路部分とが配置されている（両部分は、いずれも１つの冷却水循環通路４３ないしは分岐水路４３ｂの一部である）。このように、主水路４３ａに対して、複数の分岐水路４３ｂが互いに並列に配設されているので、各発光ダイオード群の発光ダイオード４１を効果的に冷却することができる。
【００４１】
育苗室７内に配置された熱交換器４５は、冷却水循環通路４３（主水路４３ａ）に介設されている。この熱交換器４５は、冷却水循環通路４３（主水路４３ａ）と連通する冷却水流路４６と、空気を流通させる空気流路４７とを有し、冷却水と空気との間の熱交換により、冷却水の温度を低下させる一方空気の温度を上昇させるように構成されている。なお、詳しくは図示していないが、冷却水流路４６の外周面には、境膜伝熱係数が低い空気側の伝熱面を大きくするため、多数のフィンが取り付けられている。そして、熱交換器４５には、空気流路４７に育苗室外の空気を導入する外気導入通路４８と、空気流路内の空気を育苗室外に排出する空気排出通路４９と、空気流路４７に育苗室内の空気を導入する内気導入通路５０と、空気流路内の空気を育苗室内に流入させる空気流入通路５１とが接続（付設）されている。
【００４２】
外気導入通路４８と空気排出通路４９と内気導入通路５０と空気流入通路５１とには、それぞれ、対応する各通路を開閉する第１〜第４開閉弁５３〜５６が配設されている。詳しくは図示していないが、第１〜第４開閉弁５３〜５６は、それぞれ、アクチュエータ（図示せず）を介して、コンピュータを備えたコントローラ５８（空気流制御装置、開閉弁制御装置）によって開閉制御されるようになっている。なお、空気流路４７には、伝熱効率を高めるために、空気を攪拌する電動式のファン５９が配設されている。
【００４３】
この苗育成装置３の室内照明システムでは、熱交換器４５の運転モードとして、外気導入モードと内気導入モードとが設定されている。外気導入モードは、空気流路４７に育苗室外の空気を導入する一方、空気流路内の空気を育苗室外に排出する運転モードであり、このとき外気導入通路４８と空気排出通路４９とが開かれる一方、内気導入通路５０と空気流入通路５１とが閉じられる。具体的には、外気導入モードでは、コントローラ５８によって、第１開閉弁５３及び第２開閉弁５４がそれぞれのアクチュエータ（図示せず）を介して開かれる一方、第３開閉弁５５及び第４開閉弁５６がそれぞれのアクチュエータ（図示せず）を介して閉じられる。なお、図１０は、外気導入モード時における熱交換器４５の状態を示している。
【００４４】
他方、内気導入モードは、空気流路４７に育苗室内の空気を導入する一方、空気流路内の空気を育苗室内に還流させる運転モードであり、このとき外気導入通路４８と空気排出通路４９とが閉じられる一方、内気導入通路５０と空気流入通路５１とが開かれる。具体的には、内気導入モードでは、コントローラ５８によって、第１開閉弁５３及び第２開閉弁５４がそれぞれのアクチュエータ（図示せず）を介して閉じられる一方、第３開閉弁５５及び第４開閉弁５６がそれぞれのアクチュエータ（図示せず）を介して開かれる。
【００４５】
そして、コントローラ４５は、育苗室内の空気の温度及び／又は育苗室外の空気の温度に基づいて、第１〜第４開閉弁５３〜５６を、熱交換器４５の運転モードが外気導入モード又は内気導入モードとなるように開閉制御する。例えば、コントローラ５８は、高温時（例えば夏季）には外気導入モードが設定されるよう第１〜第４開閉弁５３〜５６を開閉する。このとき、発光ダイオード４１で発生し冷却水を介して熱交換器４５の空気流路内の空気に伝達された熱は、空気とともに育苗室外に排出され、育苗室内には流入しない。このため、発光ダイオード４１ないしは照明装置４２の温度の上昇を抑制することができ、高温時における育苗室内の空気の温度の制御（例えば、育苗室７の冷房）が容易かつ効率的なものとなる。
【００４６】
他方、コントローラ５８は、低温時（例えば冬季）には内気導入モードが設定されるよう第１〜第４開閉弁５３〜５６を開閉する。このとき、発光ダイオードで発生し冷却水を介して熱交換器内の空気に伝達された熱は、空気とともに育苗室内に流入する。このため、発光ダイオード４１ないしは照明装置４２の温度の上昇を抑制することができ、かつ低温時における育苗室内の温度の制御（例えば、育苗室の暖房）が容易かつ効率的なものとなる。
【００４７】
図１１に示すように、照明装置４２においては、プリント基板６０の下面に当接して、多数（複数）の発光ダイオード４１が装着され、電源（図示せず）から電力がプリント基板６０を介して各発光ダイオード４１に供給されるようになっている。そして、冷却水循環通路４３は、プリント基板６０の上面に、該上面と当接するように配置されている。また、照明装置４２には、発光ダイオード４１と冷却水循環通路４３とに当接する、熱伝導率の高い金属材料、例えば銅、アルミニウム等で形成された伝熱部材６１が設けられている。なお、冷却水循環通路４３の周囲に、熱伝導率の高い金属材料、例えば銅、アルミニウム等からなり該冷却水循環通路４３への熱の流入を促進する導伝シェル６２を設けてもよい。
【００４８】
さらに、照明装置４２には、プリント基板６０の上側に配置され冷却水循環通路４３の上部及び中間部を囲む（覆う）第１断熱材６３と、プリント基板６０の下側に配置された第２断熱材６４とが設けられている。なお、発光ダイオード４１の下面の一部（周縁部）は第２断熱材６４の上面に当接している。
【００４９】
第２断熱材６４には、発光ダイオード４１から放射される光を、下方に照射するために、下方に向かって広がるテーパ状の孔部６５が形成されている。この孔部６５の円錐台状の内周面には、第２断熱材６４による光の吸収を防止ないしは抑制するために、例えばアルミ箔等からなる反射材６６が張り付けられている。また、第２断熱材６４の下面には、透明材料からなるカバー６７が取り付けられている。
【００５０】
さらに、第１断熱部材６３の下面と第２断熱材６４の上面とには、それぞれ、第１断熱部材６３と第２断熱材６４との間の空間部から両断熱材６３、６４への熱の移動を防止又は抑制するために、すなわち断熱効果を高めるために、例えばアルミ箔等からなる反射材６８が張り付けられている。すなわち、第１断熱材６３の下面の反射材６８は、プリント基板６０と第１断熱材６３との間の空間部内の赤外線ないしは熱を下向きに反射させ、第１断熱材６３への熱の移動を防止又は抑制する。また、第２断熱材６４の上面の反射材６８は、プリント基板６０と第２断熱材６４との間の空間部内の赤外線ないしは熱を上向きに反射させ、第２断熱材６４への熱の移動を防止又は抑制する。
【００５１】
照明装置４２を構成する前記の各部材及び冷却水循環通路４３は、フレーム４４内に収容されている。フレーム４４（カバーフレーム）は、下側が開放された細長い箱状ないしは筒状の一体構造の部材であり、その内部空間は、上側空間部７１と中間空間部７２と下側空間部７３とに分けられている。そして、上側空間部７１には冷却水循環通路４３と第１断熱材６３とが収容され、中間空間部７２にはプリント基板６０が収容され、下側空間部７３には第２断熱材６４とカバー６７とが収容されている。なお、伝熱部材６１は上側空間部７１と中間空間部７２とにわたって配置され、発光ダイオード４１は、中間空間部７２と下側空間部７３の境界部に配置されている。
【００５２】
発光ダイオード４１が放射する光の波長は、栽培用植物の種類に応じて好ましく設定される。例えば、野菜の苗を育成する場合は、４００〜６６０ｎｍの波長の光が用いられる。発光ダイオード４１が放射する光の強度は、これに印加する電圧を変化させることにより広い範囲で変化させることができる。また、苗育成装置３ないしは室内照明システムには、各発光ダイオード４１の発光態様、すなわち各育成苗１１ａに照射される光の態様を制御する発光制御器（図示せず）が設けられている。なお、苗育成装置３に、各発光ダイオード４１の姿勢ないしは向き、すなわち光を放射する方向を周期的に変化（スイング）させるとともに、各発光ダイオード４１の位置を変化させる発光ダイオード可動機構（図示せず）を設けてもよい。
【００５３】
発光制御器は、発光ダイオード４１の点灯と消灯とを周期的に交互に切り替えるとともに、発光ダイオード４１の点灯と消灯の切り替え周期と、発光ダイオード４１の点灯時の発光強度と、各切り替え周期における発光ダイオード４１の点灯時間の割合、すなわち点灯時間と消灯時間の割合とを制御する（例えば、０．２秒の点灯と０．２秒の消灯とを繰り返す）。このように、発光ダイオード４１を常時点灯するのではなく間欠的に点灯するので、照明装置４２の電力消費量を低減することができる。なお、本願発明者の知見によれば、１周期（サイクル）における点灯時間の割合を４０〜５０％程度としても、育成苗１１ａの成長にとくに不具合は生じないものと考察される。
【００５４】
また、発光制御器は、人工的に昼の状態と夜の状態とをつくりだすように、発光ダイオード４１の点滅又は光量を制御する。なお、昼又は夜の状態における発光ダイオード４１の点滅の態様又は光量は、育成苗１１ａの種類あるいはその生理的特性に基づいて制御し、ないしは切り替えればよい。
【００５５】
なお、発光ダイオード可動機構を設ける場合は、各発光ダイオード４１の光を放射する方向を所定の角度範囲（例えば、鉛直線に対して前後又は左右に３０°〜４５°）で周期的に変化させるのが好ましい。このようにすれば、発光ダイオード４１の配置間隔を大きくした場合でも、育成苗１１ａに光を均一に（万遍なく）照射することができ、育成苗１１ａの成長速度を均一化することができる。また、この場合、発光ダイオード可動機構は、発光ダイオード４１の位置を上下方向又は前後左右方向に自在に変化させることができるようになっているのが好ましい。このようにすれば、育成苗１１ａに対する光の照射態様を、育成苗１１ａの種類ないしは生理的特性等に応じて好ましく調整することができる。
【００５６】
本発明に係る室内照明システムないしは照明装置４２によれば、冷却水循環通路４３がプリント基板６０の上面の当接する一方発光ダイオード４１がプリント基板６０の下面に当接し、熱伝導率が高い材料からなり冷却水循環通路４３及び発光ダイオード４１に当接する伝熱部材６１が設けられ、さらに反射材６８が設けられているので、発光ダイオード４１で発生する熱が、迅速かつ効果的に冷却水循環通路内の冷却水に伝達される。このため、発光ダイオード４１ないしは照明装置４２の温度上昇を効果的に防止又は抑制することができる。
【００５７】
接木装置４から搬出された接木苗は、トレー３６の上に所定の配列（例えば、縦２０列・横１０列の碁盤の目状）で載置される。それぞれ複数の接木苗を載せた複数（例えば、８個）のトレー３６は養生用台車８に積載される。なお、養生用台車８の構成及び動作は、基本的には、育苗用台車６と同様であるので、その詳しい説明は省略する。この後、養生用台車８は、作業者によって移動させられ、養生室９に収容される。
【００５８】
養生室９の構成及動作は、基本的には、育苗室７と同様であるので、その詳しい説明は省略する。養生室９で養生された接木苗は、畑等の栽培土壌への移植が可能な状態になったときに、養生室９から取り出される。養生室９から取り出された接木苗は、出荷され、あるいは栽培土壌に移植される。
【００５９】
かくして、本発明の実施形態によれば、育苗室内の空気の温度の適切な制御に資するような態様で、発光ダイオード４１ないしは照明装置４２の温度の上昇を効果的に防止又は抑制することができる。
【００６０】
［第２実施形態］
図１２〜図１６を参照しながら、第２実施形態に係る苗育成装置１００の構成について説明する。
【００６１】
苗育成装置１００は、複数の苗１０４が載置される載置部としてのトレー１０２、及び、苗１０４に光を照射する照明装置１１０を備えている。苗１０４は、上方に伸張するように成長する。すなわち、苗１０４の上下方向の高さは、成長に従って増大する。
【００６２】
照明装置１１０は、複数のＬＥＤランプ１１２を備えている。ＬＥＤランプ１１２は、水冷式である。ＬＥＤランプ１１２の冷却には、水供給機から苗１０４に供給するために循環される水の一部が用いられるようにしてもよい。ＬＥＤランプ１１２は、支持体１１８に取り付けられている。
【００６３】
苗育成装置１００は、後述のセンサ１４０によって検出された苗１０４の高さに応じて、ＬＥＤランプ１１２を移動させる移動手段として、ＬＥＤランプ１１２を上下方向に移動させる上下移動装置１２０と、ＬＥＤランプ１１２を横方向に移動させる左右移動装置１３０とを備えている。
【００６４】
上下移動装置１２０は、例えばモータ等のアクチュエータによって支持体１１８を上下方向に移動させることで、ＬＥＤランプ１１２を支持体１１８と共に移動させる。左右移動装置１３０は、例えばモータ等のアクチュエータによって支持体１１８を横方向に移動させることで、ＬＥＤランプ１１２を支持体１１８と共に移動させる。上下移動装置１２０及び左右移動装置１３０の各モータは、例えばボールねじを介して支持体１１８に連結されている。
【００６５】
苗育成装置１００は、苗１０４の上下方向の高さ、すなわち、苗１０４の成長を検出する検出手段としてのセンサ１４０を更に備えている。センサ１４０としては、例えば、レーザセンサや光電センサなどの光学センサが用いられる。これにより、センサ１４０は、苗１０４の上端の高さを検知可能となっている。
【００６６】
センサ１４０は、光を照射する投光部１４２と、投光部１４２から照射された光を受ける受光部１４４を有する。投光部１４２から照射された光が苗１０４によって遮断されると、受光部１４４によって受光されなくなる。
【００６７】
投光部１４２と受光部１４４は、支持体１１８に取り付けられている。このように、センサ１４０は、支持体１１８を介してＬＥＤランプ１１２と一体化されており、これにより、ＬＥＤランプ１１２と一体に移動可能となっている。
【００６８】
図１６に示すように、苗育成装置１００の照明装置１１０、上下移動装置１２０、及び左右移動装置１３０の各動作は、制御装置２００によって制御される。制御装置２００は、例えばマイクロプロセッサを主要部として構成されている。
【００６９】
制御装置２００には、上記のセンサ１４０からの信号が入力される。制御装置２００は、センサ１４０からの入力信号に基づいて、照明装置１１０のＬＥＤランプ１１２、上下移動装置１２０のモータ等のアクチュエータ、及び、左右移動装置１３０のモータ等のアクチュエータに制御信号を送り、これにより、これらの動作を制御する。
【００７０】
第２実施形態によれば、上下移動装置１２０によって、苗１０４の成長に合わせてＬＥＤランプ１１２が上下方向に移動されることで、苗１０４に対して常に最適な高さから光を照射することができる。また、左右移動装置１３０によってＬＥＤランプ１１２が移動されることで、トレー１０２上において左右方向に並べて載置された苗１０４に対して、均一な光の照射を行うことができる。したがって、効率的で且つ均一な照明が可能になり、苗１０４の成長の均一化及び成長の促進を図ることができる。
【００７１】
なお、第２実施形態において、苗育成装置１００のその他の構成としては、第１実施形態で説明した各種構成が適宜採用され得る。また、第２実施形態では、植物の苗を育成する苗育成装置を例に挙げて本発明を説明したが、本発明は、苗以外の植物を育成する植物育成装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００７２】
１  苗生産装置、２  播種装置、３  苗育成装置、４  接木装置、５  養生装置、６  台車、７  育苗室、８  台車、９  養生室、１０  鉢、１１  種子含有栽培媒体、１１ａ  栽培苗、１２  搬送装置、１３  支持台キャスタ、１４  支持台、１５  種子貯留槽、１６  種子供給機、１７  土供給機、１８  水供給機、１９  位置センサ、２０  種子、２１  種子取出機構、２２  種子分配機構、２３  種子移動通路、２４  シャフト、２５  回転部材、２６  把持部材、２７  把持部材進退カム、２８  種子把持器、２９  種子把持器開閉カム、３０  カム当接部、３３  台車本体部、３４  台車キャスタ、３５  トレー保持部材、３６トレー、３７  灌水部材、３８  排水部材、３９  ハウジング、４０  支持部材、４１  発光ダイオード、４２  照明装置、４３  冷却水循環通路、４４  フレーム（カバーフレーム）、４５  熱交換器、４６  冷却水流路、４７  空気流路、４８  外気導入通路、４９  空気排出通路、５０  内気導入通路、５１  空気流入通路、５３  第１開閉弁、５４  第２開閉弁、５５  第３開閉弁、５６  第４開閉弁、５８  コントローラ、６０  プリント基板、６１  伝熱部材、６２  導伝シェル、６３  第１断熱材、６４  第２断熱材、６５  テーパ状の孔部、６６反射材、６７  カバー、６８  反射材、７１  上側空間部、７２  中間空間部、７３  下側空間部、１００  苗育成装置（植物育成装置）、１０２  トレー（載置部）、１０４  苗（植物）、１１０  照明装置、１１２  ＬＥＤランプ（照射手段）、１１６  支持体、１２０  上下移動装置、１３０  左右移動装置、１４０  センサ（検出手段）、２００  制御装置。
【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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