(57)【要約】【課題】搭載される栽培容器の各々について給液管及び排液管を設けることなく湛液型水耕方式の水耕栽培を行う水耕栽培装置を提供する。【解決手段】本発明の水耕栽培装置は、培養液を貯留可能であって、作物が定植されている複数の栽培容器１を搭載可能である。水耕栽培装置は少なくとも１つの搬送アセンブリ３３、３４を備えている。各搬送アセンブリ３３、３４は、水耕栽培装置内で走行自在に設けられており、水耕栽培装置内にて栽培容器１を所定の経路に沿って移動させるために使用される。各搬送アセンブリ３３、３４は、栽培容器１に前養液を供給する給液管６２と、栽培容器１から培養液を回収する排液管６３とを有する給排ユニット６１を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
培養液を貯留可能であって、作物が定植されている複数の栽培容器を搭載可能な水耕栽培装置において、
前記水耕栽培装置内で走行自在に設けられており、前記水耕栽培装置内にて前記複数の栽培容器の各々を所定の経路に沿って移動させるために使用される少なくとも１つの搬送アセンブリを備えており、
前記少なくとも１つの搬送アセンブリの各々は、前記培養液を放出する給液管と、前記培養液を吸い込む排液管とを有する給排ユニットを備えている、水耕栽培装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの栽培容器の各々は、細長いトラフ部を備えており、前記トラフ部の底面には、前記トラフ部の長手方向に沿って仕切り部材が立設されており、前記仕切り部材の一端は、前記トラフ部の一方の端壁と繋がっているが、前記仕切り部材の一端は、前記トラフ部の他方の端壁から離間している、請求項１に記載の水耕栽培装置。
【請求項３】
前記給排ユニットは、前記給液管及び前記排液管が起立している第１状態と、前記給液管及び前記排液管が横倒しされている第２状態の間を移行するように構成されている、請求項１又は請求項２に記載の水耕栽培装置。
【請求項４】
前記給液管及び前記排液管の各々は、前記給排ユニットが前記第１状態にある場合に鉛直方向に移動可能に且つ鉛直軸回りで回転可能に構成されている、請求項３に記載の水耕栽培装置。
【請求項５】
前記給液管及び前記排液管の各々は、湾曲又は屈曲しており、
前記給排ユニットが前記第１状態にある場合、前記給液管の先端の開口と前記排液管の先端の開口とは下方に向いている、請求項３又は請求項４に記載の水耕栽培装置。
【請求項６】
前記給排ユニットは、水平な回転軸回りで回転することで、前記第１状態と前記第２状態の間を移行するように構成されており、
前記給排ユニットが前記第２状態にある場合、前記給液管及び前記排液管は、前記回転軸に直交する鉛直面に沿うように配置されている、請求項３乃至５の何れかに記載の水耕栽培装置。
【請求項７】
前記給排ユニットが前記第２状態にある場合、前記給液管の管軸と、前記排液管の管軸とは、ほぼ同一面内に配置されている、請求項３乃至６の何れかに記載の水耕栽培装置。
【請求項８】
前記給液管及び前記排液管が、前記給排ユニットを用いて前記培養液の入れ替えを行う栽培容器から前記所定の経路に沿って離間している状態で、前記給排ユニットは、前記第１状態と前記第２状態の間を移行する、請求項３乃至７の何れかに記載の水耕栽培装置。
【請求項９】
前記給排ユニットが前記第２状態から前記第１状態に移行した後、前記給排ユニットが設けられた搬送アセンブリは、前記培養液の入れ替えを行う栽培容器に前記給液管及び前記排液管を近づけるように移動する、請求項８に記載の水耕栽培装置。
【請求項１０】
前記給排ユニットが設けられた搬送アセンブリが前記培養液の入れ替えを行う栽培容器に前記給液管及び前記排液管を近づけるように移動した後、前記給排ユニットが設けられた搬送アセンブリが備える保持機構を用いて、前記培養液の入れ替えを行う栽培容器を保持する、請求項９に記載の水耕栽培装置。
【請求項１１】
前記給排ユニットが設けられた搬送アセンブリが、前記培養液の入れ替えを行う栽培容器に前記給液管及び前記排液管を近づけるように移動した後、前記給液管及び前記排液管が回転して、前記給液管の先端の開口と前記排液管の先端の開口が、前記培養液の入れ替えを行う栽培容器の上方に配置される、請求項９又は請求項１０に記載の水耕栽培装置。
【請求項１２】
前記給液管及び前記排液管が回転して、前記給液管の先端の開口と前記排液管の先端の開口が、前記培養液の入れ替えを行う栽培容器の上方に配置された後、前記給液管及び前記排液管とが下降する、請求項１１に記載の水耕栽培装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、野菜等の作物を水耕栽培するために使用される水耕栽培装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水耕栽培は、水に肥料を溶かした液（培養液）の中又は表面に作物の根を浸して、当該作物を成長させる栽培方法として知られている。水耕栽培は、作物の生育環境を制御し易いことから、野菜を計画的に生産する野菜工場で広く採用されている。
【０００３】
水耕栽培を行う水耕栽培装置の一例として、特開平１１−１２７７１１号公報（特許文献１）に記載されている装置がある。この水耕栽培装置は、細長い矩形状に形成された複数の栽培容器（トラフ）を備えており、各栽培容器に作物が定植される。水耕栽培装置は、搭載された栽培容器が当該栽培容器の短手方向に移動可能なように構成されている。水耕栽培装置において、複数の栽培容器は互いに平行になるように配置されて、栽培容器間の間隔は、作物の成長に応じて調節される。
【０００４】
特許文献１に記載の水耕栽培装置は、各栽培容器内で培養液を流し続ける構成を採用している。このため、特許文献１に記載の水耕栽培装置では、各栽培容器の一端側に設けられた給液管から、その栽培容器に培養液が供給されると共に、各栽培容器の他端側にある壁部は、容器内部から培養液を排出可能に構成されている。各栽培容器から排出された培養液は、排液トラフを介して回収される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１２７７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
水耕栽培の方式の一つに湛液型水耕方式がある。湛液型水耕方式では、培養液は栽培容器において常時流されずに、栽培容器に溜められる。培養液の肥料が栽培される作物に吸収されることで、栽培容器内の培養液の経時劣化が生じることから、湛液型水耕方式では、栽培容器に溜められる培養液を適宜入れ替える必要がある。
【０００７】
特許文献１に記載の水耕栽培装置において湛液型水耕方式の水耕栽培を行う場合には、培養液を貯留できるように各栽培容器を構成すると共に、各栽培容器から培養液を回収するために各栽培容器に対応した排液管を設ける変更を行うことが考えられる。しかしながら、湛液型水耕方式の水耕栽培装置において、栽培容器の各々に対応した給液管と排液管の対を設けることは、水耕栽培装置の機能的に過剰であろう。何故ならば、設けられた給液管及び排液管の各対は、その対に対応する栽培容器に培養液を供給及び／又は排出する時以外には機能しないからである。また、栽培容器の各々に対応した給液管と排液管の対を水耕栽培装置に設ける場合、これらの対の各々をそれに対応する栽培容器の位置に合わせて移動させるための移動機構が必要となるので、水耕栽培装置の構成が複雑になって装置の製造コストが高くなる。
【０００８】
本発明は、上記の問題を解決するものであって、複数の栽培容器を搭載可能な水耕栽培装置において、栽培容器の各々に対応した給液管及び排液管を設けることなく湛液型水耕方式の水耕栽培を行う水耕栽培装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の水耕栽培装置は、培養液を貯留可能であって、作物が定植されている複数の栽培容器を搭載可能な水耕栽培装置において、前記水耕栽培装置内で走行自在に設けられており、前記水耕栽培装置内にて前記複数の栽培容器の各々を所定の経路に沿って移動させるために使用される少なくとも１つの搬送アセンブリを備えており、前記少なくとも１つの搬送アセンブリの各々は、前記培養液を放出する給液管と、前記培養液を吸い込む排液管とを有する給排ユニットを備えている。
【００１０】
本発明の水耕栽培装置では、前記少なくとも１つの栽培容器の各々は、細長いトラフ部を備えており、前記トラフ部の底面には、前記トラフ部の長手方向に沿って仕切り部材が立設されており、前記仕切り部材の一端は、前記トラフ部の一方の端壁と繋がっているが、前記仕切り部材の一端は、前記トラフ部の他方の端壁から離間していてよい。
【００１１】
本発明の水耕栽培装置では、前記給排ユニットは、前記給液管及び前記排液管が起立している第１状態と、前記給液管及び前記排液管が横倒しされている第２状態の間を移行するように構成されてよい。
【００１２】
本発明の水耕栽培装置では、前記給液管及び前記排液管の各々は、前記給排ユニットが前記第１状態にある場合に鉛直方向に移動可能に且つ鉛直軸回りで回転可能に構成されてよい。
【００１３】
本発明の水耕栽培装置では、前記給液管及び前記排液管の各々は、湾曲又は屈曲しており、前記給排ユニットが前記第１状態にある場合、前記給液管の先端の開口と前記排液管の先端の開口とは下方に向いてよい。
【００１４】
本発明の水耕栽培装置では、前記給排ユニットは、水平な回転軸回りで回転することで、前記第１状態と前記第２状態の間を移行するように構成されており、前記給排ユニットが前記第２状態にある場合、前記給液管及び前記排液管は、前記回転軸に直交する鉛直面に沿うように配置されてよい。
【００１５】
本発明の水耕栽培装置では、前記給排ユニットが前記第２状態にある場合、前記給液管の管軸と、前記排液管の管軸とは、ほぼ同一面内に配置されてよい。
【００１６】
本発明の水耕栽培装置では、前記給液管及び前記排液管が、前記給排ユニットを用いて前記培養液の入れ替えを行う栽培容器から前記所定の経路に沿って離間している状態で、前記給排ユニットは、前記第１状態と前記第２状態の間を移行してよい。
【００１７】
本発明の水耕栽培装置では、前記給排ユニットが前記第２状態から前記第１状態に移行した後、前記給排ユニットが設けられた搬送アセンブリは、前記培養液の入れ替えを行う栽培容器に前記給液管及び前記排液管を近づけるように移動してよい。
【００１８】
本発明の水耕栽培装置では、前記給排ユニットが設けられた搬送アセンブリが前記培養液の入れ替えを行う栽培容器に前記給液管及び前記排液管を近づけるように移動した後、前記給排ユニットが設けられた搬送アセンブリが備える保持機構を用いて、前記培養液の入れ替えを行う栽培容器を保持してよい。
【００１９】
本発明の水耕栽培装置では、前記給排ユニットが設けられた搬送アセンブリが、前記培養液の入れ替えを行う栽培容器に前記給液管及び前記排液管を近づけるように移動した後、前記給液管及び前記排液管が回転して、前記給液管の先端の開口と前記排液管の先端の開口が、前記培養液の入れ替えを行う栽培容器の上方に配置されてよい。
【００２０】
本発明の水耕栽培装置では、前記給液管及び前記排液管が回転して、前記給液管の先端の開口と前記排液管の先端の開口が、前記培養液の入れ替えを行う栽培容器の上方に配置された後、前記給液管及び前記排液管とが下降してよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の水耕栽培装置によれば、栽培容器を移動するために使用される搬送アセンブリに、栽培容器に培養液を供給する給液管と、前記栽培容器から培養液を回収する排液管とを有する給排ユニットを設けることで、当該給排ユニットを用いて、水耕栽培装置に搭載された個々の栽培容器に対して培養液の供給と回収を行うことができる。また、給排ユニットの移動に搬送アセンブリを利用することで、搬送アセンブリとは別個に給排ユニットの移動機構を設ける場合と比較して、水耕栽培装置の構成が簡略化される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明の一実施形態である水耕栽培装置を示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態である水耕栽培装置を示す側面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態である水耕栽培装置で使用される栽培容器を示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態である水耕栽培装置で使用される栽培容器を示す断面図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態である水耕栽培装置で使用される栽培容器のトラフ部の平面図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態である水耕栽培装置に係る第１搬送アセンブリの斜視図である。
【図７】図７は、本発明の一実施形態である水耕栽培装置に係る第１搬送アセンブリの斜視図である。
【図８】図８は、本発明の一実施形態である水耕栽培装置に係る給排ユニットの起立状態を示す斜視図である。
【図９】図９は、本発明の一実施形態である水耕栽培装置に係る給排ユニットの平面図である。
【図１０】図１０は、本発明の一実施形態である水耕栽培装置における栽培容器の培養液の入れ替え工程を示す説明図である。
【図１１】図１１は、本発明の一実施形態である水耕栽培装置における栽培容器の培養液の入れ替え工程を示す説明図である。
【図１２】図１２は、本発明の一実施形態である水耕栽培装置における栽培容器の培養液の入れ替え工程を示す説明図である。
【図１３】図１３は、本発明の一実施形態である水耕栽培装置における栽培容器の培養液の入れ替え工程を示す説明図である。
【図１４】図１４は、本発明の一実施形態である水耕栽培装置における栽培容器の培養液の入れ替え工程を示す説明図である。
【図１５】図１５は、本発明の一実施形態である水耕栽培装置における、給液管の放出口の配置と排液管の吸入口の配置とを示す説明図である。
【図１６】図１６は、本発明の一実施形態である水耕栽培装置における栽培容器の培養液の入れ替え工程を示す説明図である。
【図１７】図１７は、本発明の一実施形態である水耕栽培装置における、給液管の放出口の配置と排液管の吸入口の配置とを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明を説明する。図１は、本発明の一実施形態である水耕栽培装置を示す斜視図であり、図２は、当該水耕栽培装置を示す側面図である。
【００２４】
本実施形態の水耕栽培装置は、湛液型水耕方式に基づいて作物の水耕栽培を行うものである。水耕栽培装置で栽培される作物は栽培容器１に定植されて、栽培容器１には、作物に栄養を与える培養液が貯留される。水耕栽培装置は、複数の栽培容器１を搭載可能であて、水耕栽培装置に搭載された栽培容器１を当該水耕栽培装置内で搬送する容器搬送手段３と、栽培容器１に培養液を供給し、及び／又は栽培容器１から培養液を回収する培養液給排手段６と、光合成用の光を栽培容器１に定植された作物に照射する光照射手段８とを備えている。
【００２５】
水耕栽培装置に搭載される栽培容器１は、作物の種苗が予め定植された状態で、導入部２１から水耕栽培装置に導入される。水耕栽培装置内における栽培容器１の位置は、その栽培容器１に定植された作物の成長に応じて、導入部２１から取出部２２に至る所定の移動経路に沿って適宜変更される。定植されている作物が出荷できるまでに成長した栽培容器１は、取出部２２から水耕栽培装置の外部へと取り出される。本実施形態の水耕栽培装置は２段構造を採用しており、栽培容器１は、導入部２１から下段に導入された後、上段に移動して、取出部２２から取り出される。
【００２６】
図３は、栽培容器１を示す斜視図であり、図４は、図３に示すＡ−Ａ線を通る平面にて栽培容器１を破断して矢印方向に見た断面図である。栽培容器１は、細長い矩形状のトラフ部１１と、トラフ部１１の上側に着脱自在に配置される蓋部１２とを備えている。トラフ部１１の両端には、その短手方向に沿った位置決め溝１３が形成されている。これら位置決め溝１３は、水耕栽培装置における栽培容器１の位置を規制するために使用される。蓋部１２には、栽培容器１の長手方向に離間した複数の孔１４（本実施形態では６つ）が形成されており、蓋部１２の裏面からは、各孔１４に対応したスリーブ１５が内向きに延出している。各スリーブ１５は、作物を支持するために使用されるものであって、作物は、その根がスリーブ１５の下端から出てトラフ部１１内の空間に入るように各スリーブ１５に挿入される。図３では、前から４番目の孔１４に配置されている作物が破線で示されている。添付の図面では、図３におけるこの作物の図示を除いて、各栽培容器１に定植されている作物の図示は省略されていることに留意のこと。
【００２７】
図５は、栽培容器１のトラフ部１１の平面図である。図４及び図５に示されているように、トラフ部１１の底面には、トラフ部１１の長手方向に沿って板状の仕切り部材１６が立設されている。仕切り部材１６は、トラフ部１１の底面をほぼ２分するように設けられている。仕切り部材１６の一端は、トラフ部１１の一方の端壁に繋がっているが、仕切り部材１６の他端は、トラフ部１１の他方の端壁から離間している。図３に示すように、トラフ部１１に装着された蓋部１２の両端は、トラフ部１１の両端壁から離間しており、栽培容器１の両端側から栽培容器１の内部空間にアクセス可能になっている。
【００２８】
図４には、栽培容器１内に貯留している培養液が破線で図示されている。培養液は、その液面Ｓが仕切り部材１６の上端を超えない程度に溜められる。本発明の水耕栽培装置で栽培される作物は、例えば、レタスやほうれん草のような野菜であるが、本発明の水耕栽培装置で栽培される作物は、野菜に限定されず、花卉や観葉植物等の植物であってもよい。作物の栽培に使用される培養液は、例えば、無機態窒素（アンモニア態窒素や硝酸態窒素）、リン酸、カリウム、カルシウム、マグネシウム等の無機要素を肥料として含む水溶液であって、栽培される作物に適した肥料を含有する培養液が使用される。湛液型水耕方式を用いて作物の水耕栽培を行うことから、水耕栽培装置に搭載されている栽培容器１内の培養液は、適宜入れ替えられる。培養液の入れ替えについては後述する。
【００２９】
図１及び図２を再度参照すると、水耕栽培装置の光照射手段８は、水耕栽培装置の（水平な）長手方向（図１において矢印Ｂで示す）に離間して配置された複数の光源８１（本実施形態では光源８１の数は、１０個である）で構成されている。本実施形態では、各光源８１は、水耕栽培装置の（水平な）機械幅又は短手方向（図１において矢印Ｃで示す）に沿って配置された細長いＬＥＤ（発光ダイオード）ランプであって、下方に光を照射するように、フレーム２３を用いて固定されている。フレーム２３は、水耕栽培装置の骨組みを成しており、水耕栽培装置に含まれる各種構成要素を支持する。本実施形態では、フレーム２３は、複数の管材が組み合わされることで構成されている。水耕栽培装置の下段に配置されている栽培容器１に定植されている作物は、光源８１からの光を受けて光合成を行って成長する。
【００３０】
水耕栽培装置の容器搬送手段３は、水耕栽培装置の長手方向Ｂに沿って設けられた一対の第１ガイドバー３１と一対の第２ガイドバー３２とを備えている。一対の第１ガイドバー３１は、機械幅方向Ｃに離間して平行に且つ水平に、更には同じ高さで配置されている。これら第１ガイドバー３１は、水耕栽培装置の下段を、そして栽培容器１の移動経路の一部を規定している。各第１ガイドバー３１の上方に、その第１ガイドバー３１と平行に第２ガイドバー３２が配置されている。一対の第２ガイドバー３２は、機械幅方向Ｃに離間して平行に且つ水平に、更には同じ高さで配置されており、水耕栽培装置の上段と栽培容器１の移動経路の一部とを規定する。
【００３１】
本実施形態では、水耕栽培装置の導入部２１は、一対の第１ガイドバー３１の端部と、各第１ガイドバー３１の下側にて、水耕栽培装置の長手方向Ｂに沿って水平に配置された管材２３ａの端部とを用いて規定されている。２本の管材２３ａは、平行に且つ同じ高さで配置されている。これら管材２３ａは、フレーム２３の一部を構成してよい。各第１ガイドバー３１における手前側の一端は、その下側に配置された管材２３ａの一端に対して、栽培容器１の幅程度だけ内側に位置している。新たな栽培容器１を水耕栽培装置に導入する場合、作業者は、栽培容器１が一対の管材２３ａの端部で支持されるように、且つ、栽培容器１の位置決め溝１３の一部に一対の第１ガイドバー３１の端部が嵌まるように栽培容器１を配置する。例えば、各管材２３ａの手前側の端部には、水耕栽培装置の長手方向Ｂについて栽培容器１の位置を指定する目印（図示せず）が付されており、作業者は、当該目印に合わせて栽培容器１を配置する。
【００３２】
栽培容器１の一方の端壁には、栽培容器１に関するデータ（例えば、栽培容器１のＩＤ番号、定植される作物の種類等）を格納したＩＣタグ（図示せず）が設けられており、導入部２１の付近には、ＩＣタグのデータを読み取るリーダ（図示せず）と、リーダと通信接続されたコントローラ（図示せず）が設けられている。導入部２１に新たな栽培容器１が配置されると、そのＩＣタグから読み取られたデータがコントローラへと送られて、栽培容器１が導入された日時と共に記憶される。
【００３３】
水耕栽培装置の容器搬送手段３は、水耕栽培装置の長手方向Ｂに沿って走行自在に設けられた第１搬送アセンブリ３３及び第２搬送アセンブリ３４を含んでいる。第１搬送アセンブリ３３は、下段に配置されている栽培容器１の移動又は搬送に使用され、第２搬送アセンブリ３４は、上段に配置されている栽培容器１の移動又は搬送に使用される。容器搬送手段３は、リフタ３５を更に備えている。リフタ３５は、導入部２１及び取出部２２の反対側に設けられており、下段から上段への栽培容器１の移動を行う。図１及び図２では、第１搬送アセンブリ３３及び第２搬送アセンブリ３４が、リフタ３５付近に配置されている模様が示されている。また、図２では、第１搬送アセンブリ３３及び第２搬送アセンブリ３４が別の位置にある模様が破線で示されている。
【００３４】
図６は、第１搬送アセンブリ３３を導入部２１側から見た斜視図であり、図７は、第１搬送アセンブリ３３をリフタ３５側から見た斜視図である。第１搬送アセンブリ３３は、略矩形の板状のベース部材４１と、ベース部材４１に回動自在に設けられた一対のアーム部４２と、これらのアーム部４２を駆動するアーム駆動部４３とを備えている。水耕栽培装置において、ベース部材４１の短手方向は、水耕栽培装置の長手方向Ｂと一致するように配置され、ベース部材の４１の長手方向は、水耕栽培装置の機械幅方向Ｃと一致するように配置される。一対のアーム部４２とアーム駆動部４３は、栽培容器１の移動又は搬送時に栽培容器１を保持する保持機構を構成する。
【００３５】
ベース部材４１の下面の各端部には、水耕栽培装置のフレーム２３上を転動する一対のローラ４４、４５が、ベース部材４１の短手方向に離間して設けられている。これらローラ４４、４５は、ベース部材４１の長手方向に沿った回転軸回りで回転自在に構成されている。ベース部材４１の一端に設けられた一対のローラ４４の各々には、周方向にＲ溝が形成されており、当該Ｒ溝が、水耕栽培装置のフレーム２３を構成する管材であって、水耕栽培装置の長手方向Ｂに沿って配置された管材に嵌まることで、水耕栽培装置の長手方向Ｂに沿った方向にベース部材４１の動きが制限される。本実施形態では、ベース部材４１の他端に設けられた一対のローラ４５の各々は、円筒状の外周面を有しており、これらローラ４５は、ローラ４４が嵌まる管材に平行に設けられた（フレーム２３を構成する）管材に沿って転動する。
【００３６】
第１搬送アセンブリ３３のベース部材４１の下面は、一対のチェーン４６に固定されている。各チェーン４６は、水耕栽培装置の導入部２１側に設けられたスプロケット（図示せず）と、リフタ３５側に設けられたスプロケット（図示せず）との間で無端状に掛け渡されている。リフタ３５側に設けられた２つのスプロケットは、水耕栽培装置の機械幅方向Ｃに沿って設けられた、共通の回転軸体（図示せず）に固定されており、当該回転軸体は、第１搬送アセンブリ３３を走行させるための駆動モータ（図示せず）に連結されている。当該駆動モータが正逆回転することで、第１搬送アセンブリ３３は、導入部２１又はリフタ３５に向かって水耕栽培装置の長手方向Ｂに移動することができる。
【００３７】
２つのアーム部４２は、ベース部材４１の長手方向に離間して配置されている。各アーム部４２の基端には、ベース部材４１の短手方向に沿った軸体４７が固定されている。軸体４７は、ベース部材４１に立設された一対の支持部材に軸支されており、各アーム部４２は、この軸体４７を通る回転軸回りで回動する。各アーム部４２は、ベース部材４１の短手方向に離間した一対の板材４８を備えている。各アーム部４２の一対の板材４８は、栽培容器１の幅、即ち、栽培容器１のトラフ部１１の側面間の距離よりも離れて配置されている。図６及び図７には、各アーム部４２の板材４８の内側に形成されたガイド面が示されている。これらガイド面は、板材４８の上縁に向かってテーパー状に広がっており、後述するように、各アーム部４２が起立状態に移行した際にこれらガイド面が機能することで、板材４８の間に栽培容器１がスムーズに入ることになる。
【００３８】
アーム駆動部４３は、駆動モータ５１と、駆動モータ５１と各アーム部４２とを連結しており、駆動モータ５１から各アーム部４２へと駆動力を伝達する連結機構５２とを備えている。連結機構５２は、駆動モータ５１が正逆回転することで正逆回転する第１の回転軸体５３（図７参照）と、当該回転軸体５３とは逆向きに回転する第２の回転軸体（図示ぜず）を備えている。第１の回転軸体５３は、図７にて左側に示すアーム部４２の軸体４７に固定されたプーリと、タイミングベルト（図示せず）を介して連結されている。また、第２の回転軸体は、図７にて右側に示すアーム部４２の軸体４７に固定されたプーリと、タイミングベルト（図示せず）を介して連結されている。これらタイミングベルトは、連結機構５２の一部を構成する。
【００３９】
図６及び図７では、２つのアーム部４２が待機状態にある模様が示されており、各アーム部４２は、ベース部材４１の上面に沿うように横倒しされた姿勢にある。例えば、駆動モータ５１が作動して、第１の回転軸体５３が図７において反時計回りに回転すると、図７にて左側に示すアーム部４２も軸体４７を通る回転軸回りで反時計回りに回転して、当該アーム部４２が立ち上がる。また、これと同時に、第２の回転軸体が時計回りに回転することで、図７にて右側に示すアーム部４２が軸体４７を通る回転軸回りで時計回りに回転して、当該アーム部４２が立ち上がる。
【００４０】
第１搬送アセンブリ３３のアーム部４２が栽培容器１のほぼ真下に配置された状態で、２つのアーム部４２が待機状態から略９０度回転して起立状態に移行することで、各アーム部４２の板材４８の間に、栽培容器１が部分的に入り込む（図１３及び図１４参照）。この状態で、第１搬送アセンブリ３３が水耕栽培装置の長手方向Ｂに沿って移動することで、各アーム部４２の何れかの板材４８に押されて、栽培容器１は移動する。栽培容器１は、一対の第１ガイドバー３１に案内されつつ、管材２３ａの上を摺動する。栽培容器１が所望の位置に至ると、第１搬送アセンブリ３３は停止し、２つのアーム部４２は、起立状態から待機状態へと戻される。本発明において、第１搬送アセンブリ３３の保持機構は、本実施形態に限定されず、第１搬送アセンブリ３３を用いた栽培容器１の搬送を可能とする任意の形態の保持機構が使用されてよいことに留意のこと。
【００４１】
図１及び図２を参照すると、水耕栽培装置の導入部２１の付近には、水耕栽培装置に搭載しようとする栽培容器１を載置する第１テーブル２４が設けられている。第１テーブル２４の側面には、作業者が第１搬送アセンブリ３３を操作するための第１ボタン群２５が配置されている。作業者は、第１テーブル２４に載置された栽培容器１を持ち上げて、栽培容器１の各位置決め溝１３の一部にそれに対応する第１ガイドバー３１の先端が嵌まるようにして、管材２３ａの端部の上に栽培容器１を置く。上述したように、管材２３ａに付された目印を基準として、水耕栽培装置の長手方向Ｂについて栽培容器１の位置が合わせられる。この際、栽培容器１は、トラフ部１１における仕切り部材１６と繋がっている端壁が、機械幅方向Ｃについて所定の側（図１において右側）に位置するように導入部２１に配置される。水耕栽培装置には、第１ガイドバー３１間に挿入される栽培容器１の向きをこの向きに指定又は規制する制限手段（図示せず）が設けられている。例えば、仕切り部材１６と繋がっている端壁の外面と、当該端壁の周辺におけるトラフ部１１の外面は、当該端部が仕切り部材１６と繋がっていることを示す所定の色（例えば、赤色）に着色されており、仕切り部材１６と繋がっている端壁がある側を作業者は視覚的に把握することができる。所定の側（図１において右側）に位置する管材２３ａ及び／又は第１ガイドバー３１も同じ色で着色されている。作業者は、栽培容器１における所定の色が付された端部が、同じ色が付された管材２３ａ及び／又は第１ガイドバー３１に隣接するように栽培容器１を配置する。
【００４２】
作業者が、第１ボタン群２５に含まれる所定のボタンを押すと、上記のコントローラが、第１搬送アセンブリ３３を駆動するモータを作動することで、待機していた第１搬送アセンブリ３３が、導入部２１に向かって移動して、アーム部４２が栽培容器１のほぼ真下に位置するように停止する。その後、アーム部４２が上述したように待機状態から起立状態に移行することで、アーム部４２の板材４８が栽培容器１を挟む又は保持するように配置される。そして、コントローラがモータを再度作動させることで、第１搬送アセンブリ３３は、導入部２１から離れるように移動する。栽培容器１が所望の位置に至ると、コントローラは、第１搬送アセンブリ３３を駆動するモータを停止する。そして、アーム部４２は、起立状態から待機状態に戻される。水耕栽培装置の長手方向Ｂにおける第１搬送アセンブリ３３の位置は、第１搬送アセンブリ３３を駆動するモータに連結された回転軸体に設けられたエンコーダ（図示せず）から送られる信号に基づいてコントローラで特定される。
【００４３】
上記のような工程が繰り返されることで、水耕栽培装置に複数の栽培容器１を導入することができる、例えば、栽培される作物は、水耕栽培装置にロット単位で導入される。導入時期が最先であるロットの作物が定植された栽培容器１の群は、第１搬送アセンブリ３３が上記のように動作することで、導入部２１側に寄せて下段に配置される。栽培容器１間の間隔は、所定のピッチになるように調整される。
【００４４】
第２搬送アセンブリ３４は、第２ガイドバー３２の下側にて水耕栽培装置の長手方向Ｂに沿って移動可能に構成されており、水耕栽培装置の上段に配置された栽培容器１の（水耕栽培装置の長手方向Ｂの）位置は、第２搬送アセンブリ３４を用いて変更可能である。第２搬送アセンブリ３４と、容器搬送手段３における第２搬送アセンブリ３４の駆動機構とは、第１搬送アセンブリ３３とその駆動機構と同様に構成されており、それらの詳細については説明を省略する。
【００４５】
例えば、あるロットに係る作物の栽培容器１の群を水耕栽培装置に追加してから所定の期間（例えば、１０日）が経過すると、更なる作物のロットを受け入れ可能とするために、水耕栽培装置に既に導入されている栽培容器１の位置を変更することが行われる。例えば、導入部２１側に寄せて下段に配置されていた直近のロットに対応した栽培容器１の群は、第１搬送アセンブリ３３が個々の栽培容器１に対して上記のように動作することで、全体としてリフタ３５側へと移動させられる。本実施形態の水耕栽培装置では、新たなロットに係る栽培容器１を水耕栽培装置に追加する前に、既設の栽培容器１の全てが、栽培容器１の移動経路に沿って取出部２２に向かって移動させられる。このようにして、水耕栽培装置に搭載されている個々の栽培容器１は、その栽培容器１に定植されている作物の成長に応じて、導入部２１側から取出部２２側へと移動する。水耕栽培装置内における栽培容器１の移動は、栽培容器１の導入時と取出し時を除いて作業者による指示を要することなく、上述したコントローラで制御されて自動で行われる。
【００４６】
図２では、下段に１２個の栽培容器１と、上段に６個の栽培容器１とが配置されている模様が例示されている（栽培容器１は破線で示されている）。図２において、下段の左側に示す６個の栽培容器１は、直近に導入された第１のロットに係る栽培容器１である。下段の右側に示す６個の栽培容器１は、左側に示す６個の栽培容器１よりも時間的に前に（例えば、１０日前）に水耕栽培装置に導入された、第２のロットに係る栽培容器１である。作物の成長を踏まえて、第２のロットに係る栽培容器１の間のピッチｔ２は、第１のロットに係る栽培容器１の間のピッチｔ１よりも大きくされている。例えば、第１のロットに係る栽培容器１の中で（図２において）最も右にある栽培容器１と、第２のロットに係る（図２において）最も左にある栽培容器１との間隔は、ピッチｔ１とピッチｔ２の平均値以上の値にされる。また、第２のロットに係る（図２において）最も右にある栽培容器１は、作物がリフタ３５と干渉しないように、一対の管材２３ａ及び／又は一対の第１ガイドバー３１のリフタ３５側の端部からピッチｔ２以上離れた位置に配置されるのが好ましい。
【００４７】
リフタ３５を使用することで、第１ガイドバー３１の間に配置されている下段の栽培容器１を上段に移動させることができる。リフタ３５は、鉛直方向について昇降自在に設けられた昇降部５４を備えており、昇降部５４には、水耕栽培装置の機械幅Ｃ方向に離間して配置された一対の保持アーム５５が設けている。これら保持アーム５５は、水耕栽培装置の長手方向Ｂに同時に出退するように構成されている。各保持アーム５５の先端には、栽培容器１が嵌まる凹状の受け部５６が形成されている。
【００４８】
下段から上段への栽培容器１の移動は、次のようにして行われる。まず、第１搬送アセンブリ３３が動作することで、リフタ３５に最も近い栽培容器１は、リフタ３５付近の所定の位置に配置される。その際、昇降部５４は栽培容器１よりも下に配置されており、待機状態にあった一対の保持アーム５５は、導入部２１に向けて伸ばされて、各保持アーム５５の先端にある受け部５６が栽培容器１のほぼ真下に配置される。その後、昇降部５４が所定の高さまで上昇することで、受け部５６に栽培容器１が嵌められる。受け部５６に栽培容器１が嵌められると、保持アーム５５が引き込まれることで、栽培容器１が第１ガイドバー３１の間から抜き取られる。栽培容器１が第１ガイドバー３１の間から抜き取られると、昇降部５４が上昇する。上昇した昇降部５４は、一対の第２ガイドバー３２におけるリフタ３５側の端に近接する位置に停止する。その後、保持アーム５５が伸びることで、栽培容器１の各位置決め溝１３にその溝１３に対応する第２ガイドバー３２が嵌まるように、第２ガイドバー３２間に栽培容器１が挿入される。所定の位置に栽培容器１が配置された後、昇降部５４が所定の距離だけ下降することで、保持アーム５５の受け部５６から栽培容器１が抜け出る。その後、保持アーム５５が引き込まれて、昇降部５４は、第１ガイドバー３１よりも低い待機状態へと戻される。第２ガイドバー３２間に新たに配置された栽培容器１は、第２搬送アセンブリ３４が動作することで、上段における所定の位置へと運ばれる。
【００４９】
下段に複数の栽培容器１が存在している状況で、新たなロットに係る栽培容器１を水耕栽培装置に導入する場合、下段おいてリフタ３５側に配置されている栽培容器１の幾つかは、第１搬送アセンブリ３３、リフタ３５及び第２搬送アセンブリ３４が上述したように動作することで事前に上段に移動させられる。本実施形態の水耕栽培装置では、上段に対応する光源は設けられておらず、上段にある栽培容器１に定植されている作物は、例えば、日光又は自然光を受けて成長する。本実施形態では、下段にある栽培容器１に定植されている作物にも日光又は自然光が照射され得るが、下段にある栽培容器１に向う日光又は自然光の照射を遮る部材が必要に応じて水耕栽培装置に設けられてよい。また、上段にある栽培容器１に光を照射するＬＥＤランプ等の光源が設けられてもよい。
【００５０】
図２では、上段に６個の栽培容器１が配置されている模様が示されている。これらの栽培容器１には、図２において下段にある第２ロットに係る栽培容器１よりも前に（例えば、１０日前）水耕栽培装置に導入された、作物の第３ロットに係る栽培容器１である。第３ロットの栽培容器１は全体として、図２に示す第２ロットに係る栽培容器１の位置から図２に示す上段の位置に移動している。作物の成長を考慮して、第３ロットに係る栽培容器１間のピッチｔ３は、第２ロットに係る栽培容器１間のピッチｔ２よりも大きくされる。また、第３のロットに係る栽培容器１の中で（図２において）最も右にある栽培容器１は、作物がリフタ３５と干渉しないように、上段にて栽培容器１を支持する一対の管材２３ｂ及び／又は一対の第２ガイドバー３２のリフタ３５側の端部からピッチｔ３以上離れた位置に配置されるのが好ましい。
【００５１】
一対の管材２３ｂは、下段を構成する一対の管材２３ａと同様な役割を果たす部材であって、一対の第２ガイドバー３２の下側にて、水耕栽培装置の長手方向Ｂに沿って水平に、更には同じ高さに配置されている。管材２３ｂは、フレーム２３の一部であってよい。水耕栽培装置の取出部２２は、一対の第２ガイドバー３２の端部と、一対の管材２３ｂの端部とを用いて規定されている。各第２ガイドバー３２における手前側の一端は、その下側に配置された管材２３ｂの一端に対して、栽培容器１の幅程度だけ内側に位置している。
【００５２】
取出部２２の近傍には、水耕栽培装置から取り出された栽培容器１を載置する第２テーブル２６が設けられている。第２テーブル２６の側面には、第２搬送アセンブリ３４を操作する第２ボタン群２７が設けられている。第２ボタン群２７に含まれるあるボタンが押されると、上記のコントローラが、第２搬送アセンブリ３４を駆動するモータ（図示せず）を作動することで、待機していた第２搬送アセンブリ３４が、取出部２２に最も近い栽培容器１のほぼ真下にアーム部４２が配置されるように停止する。その後、アーム部４２が待機状態から起立状態に移行することで、各アーム部４２の一対の板材４８が栽培容器１を挟むように配置された後、コントローラが、第２搬送アセンブリ３４を駆動するモータを再度作動することで、第２搬送アセンブリ３４は取出部２２に向かって移動する。栽培容器１が取出部２２に至ると、コントローラはモータを停止する。そして、アーム部４２が起立状態から待機状態に移行する。その後、作業者によって、栽培容器１が取出部２２から手動で取り出される。取出部２２において、栽培容器１は一対の管材２３ｂの端部で支持されるように、且つ、栽培容器１の位置決め溝１３の一部に一対の第２ガイドバー３２の端部が嵌まるように配置されている。作業者は、栽培容器１を若干手前に引き出すことで、位置決め溝１３と管材２３ｂの係合状態を解除した後、管材２３ｂに支持されている栽培容器１を持ち上げる。
【００５３】
水耕栽培装置における各栽培容器１の位置の管理は、栽培容器１に設けられているＩＣタグの情報、栽培容器１を水耕栽培装置に導入した日時、上記のピッチｔ１等のパラメータ、予め定められた作物の栽培スケジュール等に基づいて、コントローラによって行われる。水耕栽培装置における各種構成要素（先に述べた駆動モータ５１や、以下で述べるポンプユニット７０、管駆動モータ７１、ハウジング駆動モータ７７及びユニット駆動モータ７９など）の制御等も、コントローラによって行われる。
【００５４】
本実施形態の水耕栽培装置の特徴の一つは、培養液給排手段６を構成しており、栽培容器１に培養液を供給し、栽培容器１から培養液を排出するために使用される給排ユニット６１が、第１搬送アセンブリ３３及び第２搬送アセンブリ３４の各々に設けられていることである。
【００５５】
図６及び図７を参照すると、給排ユニット６１は、第１搬送アセンブリ３３のベース部材４１の短手方向、つまり水耕栽培装置の長手方向Ｂに沿った回転軸回りで回動可能に構成されている。図６及び図７では、第１搬送アセンブリ３３の給排ユニット６１が、ベース部材４１に沿うように横倒しされた待機状態にある模様を示している。以下、第１搬送アセンブリ３３に設けられている給排ユニット６１について説明する。第２搬送アセンブリ３４に設けられている給排ユニット６１も同様に構成されていることから、第２搬送アセンブリ３４の給排ユニット６１に関する説明は省略する。
【００５６】
図８は、起立状態における給排ユニット６１の斜視図である。図９は、給排ユニット６１の平面図である。起立状態では、給排ユニット６１は、概ね鉛直方向に沿って配置される。給排ユニット６１は、栽培容器１に培養液を供給する給液管６２と、栽培容器１から培養液を回収する排液管６３と、給液管６２及び排液管６３が取り付けられるハウジング６６とを備えている。給液管６２と排液管６３の各々の基部は、ハウジング６６に設けられた開口を通って、ハウジング６６を貫通するように配置されている。
【００５７】
本実施形態では、給液管６２と排液管６３は共に鉤状に屈曲又は湾曲している。故に、給排ユニット６１（又は、給液管６２及び排液管６３が）が起立状態にある場合において、給液管６２の先端にあって培養液が放出される放出口６４と、排液管６３の先端にあって培養液が吸い込まれる吸入口６５とは下方を向いている。また、起立状態にて垂下する排液管６３の先端部分は、起立状態にて垂下する給液管６２の先端部分よりも長くされており、吸入口６５の位置は、放出口６４の位置よりも低くされている。本実施形態では、給液管６２及び排液管６３は鉤状に屈曲した形状を有しているが、本発明において給液管６２及び排液管６３の形状は本実施形態のものに限定されず、例えば、給液管６２及び排液管６３はＵ字状に湾曲していてもよい。
【００５８】
ハウジング６６は、略直方体状に形成されており、ハウジング６６の下側で、給液管６２は、給液用可撓性チューブ６７（図７等では図示省略）と連結されており、排液管６３は、排液用可撓性チューブ６８（図７等では図示省略）と連結されている。給液用可撓性チューブ６７及び排液用可撓性チューブ６８の長さは、第１搬送アセンブリ３３の走行又は移動を制限しないような十分な長さにされる。水耕栽培装置には、給液用可撓性チューブ６７及び排液用可撓性チューブ６８を案内するガイド手段（図示せず）が設けられている。図１に示すように、水耕栽培装置の培養液給排手段６は、培養液を貯蔵する貯蔵タンク６９と、貯蔵タンク６９と給液用可撓性チューブ６７とを繋ぐ培養液の流路に設けられたポンプユニット７０を備えている。ポンプユニット７０が駆動することで、貯蔵タンク６９から給液管６２へと培養液が送られる。水耕栽培装置は、水耕栽培装置の外部に設けられた排液槽（図示せず）と排液用可撓性チューブ６８とを繋ぐ培養液の流路に設けられたポンプユニット（図示せず）を更に備えている。このポンプユニットが駆動することで、排液管６３を介して栽培容器１から回収された培養液が排液槽に送られる。
【００５９】
給排ユニット６１の起立状態にて、給液管６２と排液管６３の各々は、その基部を通る鉛直軸回りで回動可能に構成されている。給液管６２と排液管６３は、ハウジング６６の内部に設けられた連結機構（図示せず）を介して、管駆動モータ７１と連結されている。管駆動モータ７１が作動することで、給液管６２と排液管６３の各々は、鉛直軸回りで所定の角度だけ回転する。図９には、回転後の位置にある給液管６２と排液管６３が破線で示されている。本実施形態では、給液管６２の回転角度と排液管６３の角度は異なっており、給液管６２の回転角度は、排液管６３の角度よりも大きくされている。
【００６０】
給排ユニット６１は、起立状態において鉛直方向に沿って配置される矩形の支持部材７２を備えている。支持部材７２の一方の主面には、支持部材７２の長手方向に沿ってリニアガイド機構７３が設けられている。ハウジング６６には、矩形の取付部材７４が固定されており、取付部材７４の一方の主面には、リニアガイド機構７３の摺動部材７５が接続されている。更に、取付部材７４の一方の主面には、鉛直方向に延びるラックギア７６が固定されている。支持部材７２には、ハウジング６６を駆動するハウジング駆動モータ７７が固定されており、ハウジング駆動モータ７７の回転軸には、ラックギア７６と歯合するピニオンギア７８が固定されている。ハウジング駆動モータ７７が正逆回転することで、取付部材７４及びハウジング６６、ひいては、給液管６２及び排液管６３は、リニアガイド機構７３又は支持部材７２の長手方向に沿って上下動する。図８は、給液管６２及び排液管６３が支持部材７２の基端に最も近い位置にある引っ込み状態にある模様を示している。図６及び図７に示す給排ユニット６１の待機状態では、給液管６２及び排液管６３は引っ込み状態にある。
【００６１】
図７に示すように、支持部材７２の基端部は、ベース部材４１の一端部の下側に設けられたユニット駆動モータ７９のモータ軸に連結されている。ユニット駆動モータ７９が正逆回転することで、給排ユニット６１は、ベース部材４１の短手方向、又は、水耕栽培装置の長手方向Ｂに沿った回転軸回りに回動又は揺動する。これによって、給排ユニット６１は、図６及び図７に示す待機状態と、図８（及び図１１等）に示す起立状態との間を移行することができる。給排ユニット６１の待機状態にて、ベース部材４１と給排ユニット６１との干渉を防ぐために、ベース部材４１には、給排ユニット６１の外形に対応した切欠き４９が形成されている。給排ユニット６１が起立状態に置かれると、ハウジング６６、ひいては、給液管６２及び排液管６３は、ベース部材４１の一端付近に配置される（図１１及び図１２等参照）。また、給排ユニット６１が起立状態に置かれると、給液管６２及び排液管６３は、図１に示す右側の第１ガイドバー３１の近くに配置される。
【００６２】
給排ユニット６１が起立状態にある場合、給液管６２及び排液管６３は、ハウジング６６から鉛直方向に延びるように配置されている。給排ユニット６１が待機状態にある場合、給液管６２及び排液管６３は、ベース部材４１側に横倒しされている。給排ユニット６１が待機状態にある場合に給液管６２及び排液管６３がこのように配置されていることで、第１搬送アセンブリ３３は、水耕栽培装置の下段に配置された栽培容器１と干渉することなく、水耕栽培装置の長手方向Ｂに沿って走行することができる。
【００６３】
次に、第１搬送アセンブリ３３の給排ユニット６１を用いた、水耕栽培装置の下段にある栽培容器１の培養液の入れ替え工程について説明する。水耕栽培装置に搭載されている全ての栽培容器１は、先に説明したように、トラフ部１１における仕切り部材１６と繋がっている端壁が所定の側に、つまり第１搬送アセンブリ３３（及び第２搬送アセンブリ３４）において給排ユニット６１が配置されている側（図１においては右側に）位置するように配置されている。
【００６４】
まず、図１０に示すように、培養液を入れ替える栽培容器１と、その栽培容器１の手前にある（つまり、導入部２１側により近い位置にある）栽培容器１のほぼ中間にある場所に給液管６２及び排液管６３が配置されるように、第１搬送アセンブリ３３の位置が調整される。次に、図１１に示すように、待機状態にあった給排ユニット６１が起立状態に移行する。
【００６５】
本実施形態では、給排ユニット６１の待機状態にて、給液管６２及び排液管６３は、給排ユニット６１の回転を規定する水平な回転軸に直交する鉛直面に沿うように配置されている。また、給液管６２の管軸（図８にて一点鎖線で示す）と、排液管６３の管軸（図８にて一点鎖線で示す）とは、同一面内、より具体的には同一の鉛直面内に配置されている。給排ユニット６１が待機状態にある場合に、このように給液管６２及び排液管６３が配置されていることで、給液管６２及び排液管６３（より厳密には、それらの管軸）は、給排ユニット６１の回転を規定する水平な回転軸に直交する同一の鉛直面内で移動する。これに加えて、栽培容器１間のほぼ中間の場所に、給液管６２及び排液管６３が配置されるように第１搬送アセンブリ３３の位置が調節されていることで、給排ユニット６１が待機状態から起立状態に移動する際に、隣接する２つの栽培容器１に定植されている作物と給液管６２及び排液管６３との干渉が極力抑制されている。給液管６２及び排液管６３が栽培容器１に定植されている作物と干渉したとしても、作物の葉の端部に給液管６２及び排液管６３が当たることから、作物の品質に与える影響は少ないであろう。
【００６６】
給排ユニット６１が起立状態に移行すると、図１２に示すように、ハウジング駆動モータ７７が作動して、給液管６２の先端にある開口、つまり放出口６４と排液管６３の先端にある開口、つまり吸入口６５とが、栽培容器１よりも上に位置するように、給液管６２及び排液管６３が所定の高さだけ上昇する。給液管６２及び排液管６３が上昇した後、第１搬送アセンブリ３３は、培養液を入れ替える栽培容器１の下に一対のアーム部４２が配置される位置へと移動する。これにより、放出口６４と排液管６３は、培養液を入れ替える栽培容器１に近接して配置される。その後、第１搬送アセンブリ３３のアーム駆動部４３の駆動モータ５１が作動することで、待機状態にある一対のアーム部４２が待機状態から起立状態に移行して、図１３に示すように、これらアーム部４２の板材４８間に培養液を入れ替える栽培容器１が挟まれる。これによって、培養液を出し入れする際に栽培容器１が安定に保持される。
【００６７】
その後、給排ユニット６１の管駆動モータ７１が作動して、給液管６２及び排液管６３が上述したように回転することで、図１４に示すように、栽培容器１の一端部の上側に、給液管６２の放出口６４と排液管６３の吸入口６５とが配置される。図９に示したように、給液管６２と排液管６３の回転方向は、給液管６２の放出口６４と排液管６３の吸入口６５とが、栽培容器１の一端部の端壁側から栽培容器１上に移動する向きにされる。給液管６２と排液管６３の回転方向をこのように定めることは、栽培容器１の端部の近くにある作物が回転中の給液管６２及び排液管６３と干渉する事態を避ける点で有利である。
【００６８】
上述したように栽培容器１の両端部にて、栽培容器１はその内部にアクセス可能なように開放している。そして、トラフ部１１における仕切り部材１６と繋がっている端壁が、給液管６２及び排液管６３の付近にあるように栽培容器１は配置されている。図１５は、給液管６２及び排液管６３の回転後における、給液管６２の放出口６４と排液管６３の吸入口６５の配置とを示す説明図である。図１５に示すように、給液管６２の放出口６４は、仕切り部材１６の一方の側面側に配置され、排液管６３の吸入口６５は、仕切り部材１６の他方の側面側に配置される。
【００６９】
次に、図１６に示すように、給液管６２及び排液管６３が所定の高さだけ下降することで、給液管６２の放出口６４と、排液管６３の吸入口６５とが栽培容器１内に配置される。図１７は、給液管６２の放出口６４と排液管６３の吸入口６５の配置とを示す説明図である。図１７に示すように、栽培容器１に溜められる培養液の液面Ｓは、仕切り部材１６の上端よりも低い位置にある。排液管６３の先端部分は、栽培容器１に溜められている培養液中に入れられて、吸入口６５は、培養液の液面Ｓが下がっても培養液を吸引し易いようにトラフ部１１の底面に近接するように配置される。給液管６２の放出口６４は、栽培容器１に溜められている培養液と接触しないように仕切り部材１６の上端よりも上側に配置される。
【００７０】
給液管６２の放出口６４と、排液管６３の吸入口６５とが栽培容器１内に配置されると、排液用可撓性チューブ６８を介して排液管６３と繋がっているポンプユニットが作動する。これによって、栽培容器１内に溜まっていた培養液が、排液管６３の吸入口６５から吸い取られて、排液槽へと送られる。本実施形態では、栽培容器１のトラフ部１１に仕切り部材１６が設けられていることで、ポンプユニットが作動すると、図５に示すようなＵ字状の細長い流路に沿って勢いよく培養液が流れる。栽培容器１内でこのように培養液を流して吸入口６５から回収することで、栽培容器１に仕切り部材１６を設けない場合と比較して、排液管６３から回収されずに栽培容器１内に残留する（劣化した）培養液の量は少なくなる。
【００７１】
栽培容器１に溜められていた培養液の回収が完了して、排液用可撓性チューブ６８を介して排液管６３と繋がっているポンプユニットが停止した後、給液用可撓性チューブ６７に繋がれているポンプユニット７０が作動する。これによって、貯蔵タンク６９から新しい培養液が給液管６２に送られて、放出口６４から栽培容器１に入れられる。ポンプユニット７０が所定の時間の間作動することで、所定量の新しい培養液が栽培容器１に入れられる。先に述べたように、新たに入れられた培養液の液面Ｓは、仕切り部材１６の上縁よりも低い位置にある。
【００７２】
その後、上述した一連の動作が逆の順序で実行されて、図１０に示すように、給排ユニット６１が待機状態に戻されて、アーム部４２の各々も待機状態に戻される。別の栽培容器１に対して培養液の入れ替えが続けてなされる場合、第１搬送アセンブリ３３は、図１０に示したように別の栽培容器１と、その手前にある栽培容器１の間に配置されて、上述したようにして培養液の入れ替えが別の栽培容器１について行われる。例えば、培養液の入れ替えは、栽培される作物のロット単位で行われる。あるロットに係る全ての栽培容器１に対して培養液の入れ替えを行った後、他のロットに係る栽培容器１について培養液の入れ替えがなされない場合には、第１搬送アセンブリ３３は、培養液を最後に入れ替えた栽培容器１の下に留まって、次の動作まで待機する。
【００７３】
導入部２１に対して最も近くに配置されている栽培容器１について培養液の入れ替えがなされる場合、第１搬送アセンブリ３３は、その栽培容器１から導入部２１に向かう方向に離れた位置に給液管６２及び排液管６３が配置される場所へと移動する。給排ユニット６１が待機状態から起立状態に移行する際に給液管６２及び排液管６３はと作物の干渉が生じないように又はできるだけ生じないように給液管６２及び排液管６３と栽培容器１の間の距離が定められる。その後、給排ユニット６１が待機状態から起立状態に移行して、先と同様にして培養液の供給工程がなされる。
【００７４】
第２搬送アセンブリ３４の給排ユニット６１を用いた、水耕栽培装置の上段にある栽培容器１の培養液の入れ替え工程も、第１搬送アセンブリ３３の給排ユニット６１を用いた栽培容器１の培養液の入れ替え工程と同様に行われる。第１搬送アセンブリ３３又は第２搬送アセンブリ３４の給排ユニット６１を用いた培養液の入れ替え工程に要する時間は、例えば数分程度にされる。第１搬送アセンブリ３３の給排ユニット６１を用いた培養液の入れ替え工程と、第２搬送アセンブリ３４の給排ユニット６１を用いた培養液の入れ替え工程とは、同時に又は並行して行われてよい。
【００７５】
栽培する作物の成長を促進する観点から、各栽培容器１に貯留されている培養液はなるべく新鮮であることが好ましい。このため水耕栽培装置に搭載された各栽培容器１について、培養液の入れ替え周期は、例えば、１時間乃至数時間程度にされる。一方、作物の種類にもよるが、水耕栽培装置にて作物が栽培される期間は数十日程度である。（栽培容器１の導入時と取り出し時を除いて）栽培容器１が一定の場所に滞在する期間は、例えば、数日から（先に言及した第１乃至３ロットの例のように）１０日程度にされて、水耕栽培装置に搭載されている栽培容器１の移動は、数日乃至１０日程度の時間間隔で行われる。この場合、第１搬送アセンブリ３３及び第２搬送アセンブリ３４は、数日乃至１０日程度の間隔で栽培容器１の搬送に使用されることになる。仮に、第１搬送アセンブリ３３及び第２搬送アセンブリ３４とは別個に移動機構を設けて、当該移動機構を用いて水耕栽培装置の下段及び上段にて給排ユニット６１を移動させる場合、第１搬送アセンブリ３３及び第２搬送アセンブリ３４は、数日乃至１０日程度の時間間隔で栽培容器１の搬送に使用される以外は、ほとんど休止状態になっているであろう。本発明では、第１搬送アセンブリ３３及び第２搬送アセンブリ３４を用いて給排ユニット６１を移動させることで、栽培容器１の搬送に使用しない間に、第１搬送アセンブリ３３及又は第２搬送アセンブリ３４を適宜移動させて所望の栽培容器１に対して（栽培容器１の移動周期と比較して非常に短い周期で）培養液の入れ替えを行うことができる。本発明では、このように、水耕栽培装置の構成要素が効率的に活用されており、機器構成の簡略化と低コスト化がもたらされる。また、本発明では、給液管６２及び排液管６３を有する給排ユニット６１を用いて、栽培容器１の一端側にて培養液の回収と供給を行っているので、栽培容器１の一端側にて培養液の供給を行い、栽培容器１の他端側にて培養液の回収を行う機構を設ける場合と比較して、水耕栽培装置の構成が簡略化されている。
【００７６】
水耕栽培装置に新たに栽培容器１が導入される場合、その栽培容器１には予め培養液が入れられていてよいが、作業者の負担を低減する観点から、栽培容器１に培養液が入っていない状態で、水耕栽培装置に栽培容器１が導入されるのが好ましい。この場合、上述したように第１搬送アセンブリ３３が動作して、導入部２１から所定の位置へと栽培容器１が配置された後に、栽培容器１に対して培養液の供給工程がなされる。培養液の供給工程は、培養液の回収がなされない点を除いて、先に説明した培養液の入れ替え工程と同様に行われる。
【００７７】
水耕栽培装置から栽培容器１が取り出される場合、その栽培容器１には培養液が入れられていてよいが、作業者の負担を低減する観点から、栽培容器１に培養液が入っていない状態で、水耕栽培装置に栽培容器１が取り出されるのが好ましい。この場合、第２ボタン群２７が操作されて取出部２２に最も近い栽培容器１の取り出しが指示されると、上述したように第２搬送アセンブリ３４が動作して、取出部２２に最も近い栽培容器１に近接するように第２搬送アセンブリ３４が配置される。そして、その栽培容器１に対して培養液の回収工程がなされる。培養液の回収工程は、培養液の供給がなされない点を除いて、先に説明した培養液の入れ替え工程と同様に行われる。
【００７８】
図６及び図７等に示すように、上記の実施形態では、給排ユニット６１の給液管６２、排液管６３、及びハウジング６６等は、第１搬送アセンブリ３３のベース部材４１の導入部２１側に配置されている。しかしながら、給排ユニット６１のこれらの構成要素が、ベース部材４１のリフタ３５側に配置されるように、第１搬送アセンブリ３３に対して各種の変更がなされてよい。第２搬送アセンブリ３４についても同様である。この場合、給排ユニット６１の起立状態における給液管６２及び排液管６３の回転の向きは、上記の実施形態における回転の向きとは反対にされる。また、栽培容器１の培養液の入れ替え工程では、図１０に示すように、隣接する２つの栽培容器１の間に第１搬送アセンブリ３３が配置された後、導入部２１により近い栽培容器１（図１０では手前に示されている栽培容器１）に対して、培養液の入れ替え工程がなされる。この場合における第１搬送アセンブリ３３及び給排ユニット６１の動作については、上記の説明から理解できるであろう。更に、給排ユニット６１の構成要素がベース部材４１のリフタ３５側に配置される変更がなされた場合において、リフタ３５側に最も近い栽培容器１に対する培養液の入れ替え工程についても上記の説明から理解できるであろう。
【００７９】
上記の実施形態では、水耕栽培装置の給排ユニット６１の起立状態にて、鈎状に屈曲した給液管６２及び排液管６３がハウジング６６から立設するように構成されている。しかしながら、本発明において、給液管６２及び排液管６３の形状を変更して、給液管６２及び排液管６３が、給排ユニット６１の起立状態にて、昇降自在に設けられたハウジング又は適当な部材から垂下するように設けることも可能である。上記の実施形態における水耕栽培装置の給排ユニット６１の構成は、例示であって、起立状態と待機状態間での移行と、起立状態後における給液管６２及び排液管６３を介した培養液の回収・供給を可能にする様々な形態の給排ユニット６１が使用されてよい。
【００８０】
上記の実施形態では、図４及び図５等に示したように、栽培容器１のトラフ部１１の長手方向に沿って板状の仕切り部材１６が立設されている。本発明において使用される栽培容器は、このような栽培容器１に限定されるものではなく、例えば、仕切り部材１６がトラフ部１１に設けられていない栽培容器が使用されてもよい。培養液の回収時において残留する培養液を低減するために、トラフ部１１の底面は、給液管６２及び排液管６３が配置される側に向かって下がるように傾斜が設けられてよい。また、給液管６２及び排液管６３が配置される側にてトラフ部１１の底面には、残留する培養液が溜まる窪みが設けられてよい。この場合、培養液の入れ替え工程時において、排液管６３の吸入口６５は、窪みの底面に近接しており、且つトラフ部１１の底面よりも低い位置に配置されるのが好ましい。
【００８１】
上記の実施形態では、導入部２１における栽培容器１の位置決めには、管材２３ａに設けた目印と、栽培容器１の端部の色という視覚的な手段が用いられていた。このような視覚的な手段の代わりに、機械的又は構造的な手段が、導入部２１における栽培容器１の位置決めに用いられてよい。また、導入部２１における水耕栽培装置の長手方向Ｂに沿った栽培容器１の位置をセンサを用いて特定することで、栽培容器１に対する所定の位置に第１搬送アセンブリ３３を誘導する制御が行われてよい。第１搬送アセンブリ３３及び第２搬送アセンブリ３４に、個々の栽培容器１を検知するセンサを設けて、当該センサからの情報を用いて、栽培容器１の移動や培養液の入れ替え工程における制御がなされてもよい。
【００８２】
上記の実施形態では、水耕栽培装置の下段にある栽培容器１の搬送と培養液の入れ替え用に第１搬送アセンブリ３３が設けられており、水耕栽培装置の上段にある栽培容器１の搬送と培養液の入れ替え用に第２搬送アセンブリ３４が設けられている。栽培容器１が配置される段の数は、本発明において限定されるものでなく、例えば、１段構造、又は３段以上を有する多段構造の水耕栽培装置が本発明を用いて実現されてよい。また、上記の実施形態では、各段に対応して１つの搬送アセンブリが設けられているが、可動範囲が栽培容器１の移動経路に沿って部分的に重複するように構成された複数の搬送アセンブリが、各段に対応して設けられてよい。なお、本発明において、水耕栽培装置に設けられる搬送アセンブリの数は、搭載可能な栽培容器の最大数よりも遙かに少なくされることは当然のことである。
【００８３】
上記実施形態の説明において示された水耕栽培装置の使用形態は、あくまで例示であって、特に、下段及び上段の夫々に搭載される栽培容器１の数や、栽培容器１の位置の変遷等に関する具体的な言及は、本発明を限定するものではない。例えば、１日に１つの栽培容器１が新たに導入されて、定植されている作物が収穫可能になった栽培容器１が１日に１つ取り出されるように、上記実施形態の水耕栽培装置が使用されてよい。
【００８４】
上記説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或いは範囲を減縮する様に解すべきではない。また、本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００８５】
１  栽培容器
１１  トラフ部
１６  仕切り部材
３３  第１搬送アセンブリ
３４  第２搬送アセンブリ
４２  アーム部
６１  給排ユニット
６２  給液管
６３  排液管
６４  放出口
６５  排出口
【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】
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【図１７】
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