(57)【要約】      （修正有）【課題】植物栽培装置における作業の安全性の向上と装置の簡素化を図る技術を提供する。【解決手段】植物栽培装置１０は、上下方向に延伸する支柱部材１１１と、支柱部材１１１と直交する方向である横方向に延伸する棚部材１３１ａ〜１３３ｂと、棚部材１３１ａ〜１３３ｂに支えられる植物載置棚１４１ａ〜１４３ｈと、を備える。支柱部材１１１は、棚部材保持部材１１１１〜１１１３を介して棚部材１３１ａ〜１３３ｂを片持梁方式で保持するための支持点の基準となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向に延伸する支柱部材と、
前記支柱部材と直交する方向である横方向に延伸する棚部材と、
前記棚部材に支えられる植物載置棚と、を備え、
前記支柱部材は、
前記棚部材を片持梁方式で保持するための支持点の基準となることを特徴とする、
植物栽培装置。
【請求項２】
前記支柱部材に前記棚部材を固着して、前記支柱部材は、前記棚部材を片持梁方式で保持するための支持点の基準となる、
請求項１に記載の植物栽培装置。
【請求項３】
さらに、前記支柱部材および前記棚部材のいずれとも直交する棚部材保持部材を備え、
前記支柱部材は、前記棚部材保持部材を保持し、
前記棚部材保持部材は、前記棚部材を保持して、
前記支柱部材は、前記棚部材保持部材を介して前記棚部材を片持梁方式で保持するための支持点の基準となる、
請求項１に記載の植物栽培装置。
【請求項４】
さらに、多目的搬送装置を備え、
前記多目的搬送装置は、
前記植物載置棚の延伸する方向に移動可能とされる可動支柱部材と、
前記可動支柱部材に片持梁方式で保持されて前記横方向に延伸する横棒と、を具備し、
前記横棒は、
前記上下方向に隣接する前記棚部材の間に挿入可能とされ、
植物監視部材、植物育成用部材、または、保守・整備部材の少なくともいずれかを保持する、
請求項１ないし請求項３の１項に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、植物栽培装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
農作物の供給が人口の増加に追い付かず深刻な食糧危機が招来することが予測される。このような食糧問題を解決するために、気候、土壌等の自然環境に影響されることがない人工的な植物栽培に適した環境を提供する技術が研究されている。本願の願書に記載の発明者（以下、発明者と称する）は、養液を供給するためのパイプと植物載置器とを有する植物栽培装置に関する発明を既に出願している（特許文献１を参照）。
【０００３】
植物の収穫量をより多くするために、図２０に示すように栽培トレイを複数段および複数列に配置された栽培トレイ収容棚に配置して植物の単位面積当たりの栽培量を増大させた立体式水耕栽培設備が知られている（特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２１７３４９号公報
【特許文献２】特開２０００−２０９９７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２に記載の水平多段式の装置においては、通路側から定植、収穫する発明が記載されている。垂直方向に延伸する垂直支柱によって、両持梁方式で支えられる容器棚２に保持される容器４をリフト７によって通路側に出し入れする。この方法では、通路の間隔が広くなり植物の収穫量を増やせない。一方、図２１に示すように通路間隔を狭めて人力で通路側から定植、収穫する方法も提案されているが、作業が困難である。また、植物は垂直支柱に接触しているので、植物の育成が妨げられる。
【０００６】
本願発明が解決しようとする課題は、植物栽培装置における作業の安全性の向上と装置の簡素化を図る技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の植物栽培装置は、上下方向に延伸する支柱部材と、前記支柱部材と直交する方向である横方向に延伸する棚部材と、前記棚部材に支えられる植物載置棚と、を備え、前記支柱部材は、前記棚部材を片持梁方式で保持するための支持点の基準となることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の植物栽培装置によれば、支柱部材と、支柱部材を基準として片持梁方式で保持される棚部材と、棚部材に支えられる植物載置棚と、を備えることによって、片持梁方式に特有な従来にない以下の効果がある。通路端側から定植、収穫することを可能として、定植、収穫の作業の危険性を排除し、効率化すると共に通路側支柱により植物の育成が妨げられることがない。また、通路部分を狭くして単位面積当たりの栽培量の増大を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】植物栽培装置の主要部材である基本筐体部を構成する、支柱部材、棚部材保持部材、棚部材、植物載置棚の斜視図の一部を示す模式図である。
【図２】植物栽培装置の主要部材である基本筐体部を構成する、支柱部材、棚部材、植物載置棚の斜視図の一部を示す別の模式図である。
【図３】植物栽培装置の基本筐体部を植物載置棚（溝形状栽培部材）の上方から見る図である。
【図４】光照射部を配した基本筐体部の支柱部材を垂直方向に切断して横方向から見る断面図である。
【図５】植物栽培装置の、溝形状栽培部材、光照射部、溝形状栽培部材の上に配置される植物載置器保持部材、植物載置器の各々を横方向から見る断面図（ａ）と、一の植物載置器保持部材の上方から見る図（ｂ）である。
【図６】溝形状栽培部材、植物載置器保持部材、植物載置器の配置関係を示す図である。
【図７】図５に示す植物栽培装置の変形例を示す図である。
【図８】植物栽培装置の植物載置器保持部材として駆動器で移動されるベルトコンベアを用いる場合の、光照射部、溝形状栽培部材、溝形状栽培部材、ベルトコンベア、植物載置器の各々を横方向から見る断面図（ａ）と、一の植物載置器保持部材の上方から見る図（ｂ）である。
【図９】植物栽培装置の駆動器を構成する、回転モータ、プーリ、プーリ保持部材、の斜視図（ａ）と、プーリ、プーリ保持部材、棚部材、溝形状栽培部材の相互の配置をプーリの回転軸方向から見る図（ｂ）である。
【図１０】植物栽培装置の植物載置器保持部材として駆動器で移動される別のベルトコンベアを示す図である。
【図１１】複数個の植物栽培装置、監視器を配する多目的搬送装置、可動式反射膜装置を具備する植物栽培装置を示す図である。
【図１２】溝形状栽培部材の掃除具、多目的搬送装置、可動式反射膜装置を示す図である。
【図１３】多目的搬送装置を上方から見る図である。
【図１４】多目的搬送装置の待機時の位置を上方から見る図である。
【図１５】溝形状栽培部材の掃除具、別の多目的搬送装置、可動式反射膜装置を示す図である。
【図１６】掃除具を搬送する多目的搬送装置の横方向から見る図（ａ）と、掃除具を上下方向に駆動する掃除具駆動部の図（ｂ）と、掃除具を上から見る図（ｃ）である。
【図１７】光照射部の種々の形態を示す図である。
【図１８】横方向移動部材に配される監視器、掃除具、送風機を示す図である。
【図１９】植物栽培装置の制御系を示す図である。
【図２０】従来の立体式水耕栽培設備を示す図である。
【図２１】従来の立体式植物栽培装置における作業の様子を示す図面代用写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
「第１の実施形態」
（第１の実施形態の植物栽培装置の構成）
発明を実施するための第１の実施形態の植物栽培装置は、上下方向に延伸する支柱部材と、支柱部材と直交する方向である横方向に延伸する棚部材と、棚部材に支えられる植物載置棚と、を備え、支柱部材は、棚部材を片持梁方式で保持するための支持点の基準となる。
【００１１】
支柱部材の延伸する上下方向とは、垂直方向である。支柱部材は棚部材を片持梁方式で保持するための支持点の基準となるとは、支柱部材に棚部材を直接的に固着して支柱部材は棚部材を片持梁方式で保持するための支持点の基準となるものであってもよい。また、支柱部材は棚部材を片持梁方式で保持するための支持点の基準となるとは、植物栽培装置は、支柱部材および棚部材のいずれとも直交する棚部材保持部材を備え、支柱部材は棚部材保持部材を保持し、棚部材保持部材は棚部材を保持して、支柱部材は棚部材保持部材を介して棚部材を片持梁方式で保持するための支持点の基準となるものであってもよい。
【００１２】
植物栽培装置は、主要構成部材として、基本筐体部と植物載置器保持部材と光照射部と、を備える。これらの構成部材の各々の概要について以下に説明をする。
【００１３】
基本筐体部は、植物栽培装置の枠組みである。基本筐体部は、支柱部材と棚部材と植物載置棚、または、支柱部材と棚部材保持部材と棚部材と植物載置棚を有している。基本筐体部は、鉄材、ステンレス材、アルミニューム材、銅材等の種々の金属材料（金属材料の表面に塗装、塗膜を施したものも含む）で構成することができる。また、基本筐体部は、強化プラスチック材、木材、ファイバー材、炭素材、各種樹脂材等で構成してもよい。また、金属材料、強化プラスチック材、木材、ファイバー材、炭素材、各種樹脂材等の組み合わせで構成してもよい。要は、植物栽培装置の枠組みとなるに十分な強度を有しながら、所望の形状とし、部材同士を接続する等の加工可能な材料であればどのような物を用いるものであってもよい。また、栽培養液によって腐食することがない材料であるか、腐食防止の表面処理がなされている材料であることが望ましい。さらに、付着した栽培養液等の汚れを容易に除去できる表面処理がなされていることが望ましい。部材同士の接続は、ボルト締め、嵌合、接着、溶接、バンド締、サヤ管工法等の種々の方式を採用できる。
【００１４】
基本筐体部は、垂直方向である上下方向に延伸する支柱部材と、支柱部材を支持の基準として片持梁方式で保持され棚部材を有し、棚部材は支柱部材の延伸する方向に複数段配されるようにしてもよい。支柱部材は、床の上、または、天井に一端が固着され垂直方向に延伸する部材である。支柱部材はキャスタを有し床の上を移動し、または、天井に吊られて移動するようにしてもよい。以下の説明においては、３次元直交座標系を用いて支柱部材が延伸する垂直方向（上下方向）をＺ軸で表す。後述するＸ軸、Ｙ軸を含め、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は３次元直交座標の各軸である。棚部材が延伸する方向がＸ軸である。植物載置棚が延伸する方向がＹ軸である。
【００１５】
基本筐体部が棚部材保持部材を有する場合には、支柱部材と棚部材との間に介在する棚部材保持部材が延伸する方向はＹ軸である。すなわち、植物載置棚と棚部材保持部材とは平行して各々Ｙ軸方向に延伸する。
【００１６】
棚部材は、植物載置棚を保持するための部材である。棚部材は、支柱部材のＺ軸方向に複数個を段状に配することができる。また、支柱部材は、Ｙ軸上に複数個並べて配置することができる。よって、Ｙ軸方向の視点からＺ軸・Ｘ軸平面を視認すると、支柱部材と棚部材とはあたかも魚の骨（フィッシュボーン）のような片持梁形状をしている。
【００１７】
棚部材は、植物載置棚を支える。棚部材は、棚部材の延伸する方向に１個または複数個の植物載置棚をその上に配することができる。すなわち、複数個の植物載置棚は平行してＹ軸方向に延伸する。植物載置棚の延伸長が長い場合には途中で撓むので、撓みなく一直線に延伸させるためにＹ軸方向に所定の間隔で離間して配される他のフィッシュボーン形状の棚部材が１個又は複数個の植物載置棚を支えるようにしてもよい。
【００１８】
植物載置棚は、植物育成に直接に関わるものであり、植物載置棚の内部で根を延ばすなどして植物を育成するための構成部である。例えば、植物載置棚の一つの実施形態としては、溝形状栽培部材が用いられる。本実施形態では溝形状栽培部材を植物載置棚の代表例として説明するが、植物載置棚は溝形状栽培部材に限られるものではない、例えば、Ｙ軸方向に延伸する断面が円状、方形状のパイプ状部材であって、Ｙ軸方向の所定間隔毎に植物を育成するための孔部を配するものであってもよい。
【００１９】
Ｘ、Ｙ、Ｚの座標軸の原点は、各座標軸の最も端の１点を原点とするのが一般的である。しかしながら、本明細書においては、各構成部を複数の図面に分けて説明をする都合上、各図面において、原点の位置を特定することが困難である。よって、各図面の隅に示すＸ、Ｙ、Ｚの座標軸の標記は、図面に表れた構成部を、Ｘ、Ｙ、Ｚの各軸のどの方向から図面を表しているかを示すものに過ぎず、原点の位置を特定するものではない。以下では、Ｘ軸は横方向、Ｙ軸は通路に沿った方向（通路方向と省略する）、Ｚ軸は上下方向の用語も併用して、図を参照して第１の実施形態について説明をする。
【００２０】
図１は、植物栽培装置の主要部材である基本筐体部を構成する、支柱部材、棚部材保持部材、棚部材、植物載置棚（溝形状栽培部材）の斜視図の一部を示す模式図である。図１を参照して各構成部について以下に説明をする。
【００２１】
支柱部材１１１は、ボルト１２で床に固着されている。支柱部材１１１は、図１の隅に記載の座標軸のＺ軸方向（垂直方向）に延伸する。Ｘ軸方向（横方向）に延伸する棚部材１３１ａと棚部材１３１ｂとは一体の部材で形成してもよく、棚部材１３１ａと棚部材１３１ｂとを別部材で形成してもよい。棚部材１３１ａと棚部材１３１ｂとは、折板（鋼材を折り曲げた板材）であるが、中空の円状または方形状の部材であってもよい。棚部材保持部材１１１１は、支柱部材１１１および棚部材１３１ａと棚部材１３１ｂとのいずれとも直交する。棚部材１３１ａと棚部材１３１ｂとは、片持梁方式で棚部材保持部材１１１１に保持されている。棚部材保持部材１１１１のＸ軸方向の中心点から左側（図１を参照）が棚部材１３１ａであり、右側が棚部材１３１ｂである。支柱部材１１１は、棚部材１３１ａと棚部材１３１ｂとを片持梁方式で保持するための支持点の基準となっている。
【００２２】
同様に、棚部材１３１ａと棚部材１３１ｂの上の段に棚部材１３２ａと棚部材１３２ｂが配置される。棚部材１３２ａと棚部材１３２ｂの上の段に棚部材１３３ａと棚部材１３３ｂが配置される。すなわち、棚部材１３１ａと棚部材１３１ｂ、棚部材１３２ａと棚部材１３２ｂ、棚部材１３３ａと棚部材１３３ｂ、の順に下方から上方に配置され、Ｚ軸方向と直交するＸ軸方向に延伸するように、棚部材保持部材１１１１、棚部材保持部材１１１２、棚部材保持部材１１１３の各々を介して支持点の基準となる支柱部材１１１に固着される。
【００２３】
棚部材１３１ａと棚部材１３１ｂとは、上述したように一体部材として形成してもよいが、棚部材１３１ａと棚部材１３１ｂとの２つの部材を用いるようにしてもよいので、図１においては、二つの異なる符号を付している。また、支柱部材１１１を支持点の基準となるように、片持梁方式で棚部材１３１ａと棚部材１３１ｂとを保持できればよい。よって、図２を参照して後述するように支柱部材１１１が直接に棚部材１３１ａと棚部材１３１ｂとを保持してもよく、図１に記載のように、支柱部材１１１を支持点の基準となるように、棚部材保持部材１１１１を介して棚部材１３１ａと棚部材１３１ｂとを保持してもよい。棚部材１３２ａと棚部材１３２ｂ、棚部材１３３ａと棚部材１３３ｂについても同様に二つの異なる符号を付している。
【００２４】
植物載置棚の一実施形態である溝形状栽培部材１４１ａ、溝形状栽培部材１４１ｂ、溝形状栽培部材１４１ｃは、Ｘ軸方向に順に棚部材１３１ａの上に固着して配置される。溝形状栽培部材１４１ｆ、溝形状栽培部材１４１ｇ、溝形状栽培部材１４１ｈは、Ｘ軸方向に順に棚部材１３１ｂの上に固着して配置される。同様に、溝形状栽培部材１４２ａ、溝形状栽培部材１４２ｂ、溝形状栽培部材１４２ｃは、Ｘ軸方向に順に棚部材１３２ａの上に固着して配置される。溝形状栽培部材１４２ｆ、溝形状栽培部材１４２ｇ、溝形状栽培部材１４２ｈは、Ｘ軸方向に順に棚部材１３２ｂの上に固着して配置される。溝形状栽培部材１４３ａ、溝形状栽培部材１４３ｂ、溝形状栽培部材１４３ｃは、Ｘ軸方向に順に棚部材１３３ａの上に固着して配置される。溝形状栽培部材１４３ｆ、溝形状栽培部材１４３ｇ、溝形状栽培部材１４３ｈは、Ｘ軸方向に順に棚部材１３３ｂの上に固着して配置される。
【００２５】
これらの溝形状栽培部材は、すべて同一形状をしており、凹形状の溝を有している。溝の内部は植物栽培用の養液が保持される部分であるので、凹形状をしているものである。図示はしないがＵ形状、上側に開口を有する半円形状、Ｖ形状であっても同様の作用をするので別の実施例として用いることができる。
【００２６】
図２は、植物栽培装置の主要部材である基本筐体部を構成する、別の支柱部材、棚部材、植物載置棚の斜視図の一部を示す模式図である。図２を参照して各構成部について以下に説明をする。
【００２７】
支柱部材２１１は、ボルト１２で床に固着されている。支柱部材２１１は、図２の隅に記載の座標軸のＺ軸方向（垂直方向）に延伸する。棚部材２３１ａと棚部材２３１ｂとは一体の部材、または２つの部材である。棚部材２３１ａと棚部材２３１ｂとは、折板（鋼材を折り曲げた板材）が図示されているが、中空の丸状または方形状の部材であって、Ｙ軸方向の所定間隔毎に植物を育成するための孔部を配するものであってもよい。棚部材２３１ａと棚部材２３１ｂとは、片持梁方式で支柱部材２１１に保持されている。片持梁方式で保持の支点となる支柱部材２１１のＸ軸方向の中心点から左側（図２を参照）が棚部材２３１ａであり、右側が棚部材２３１ｂである。
【００２８】
同様に、棚部材２３１ａと棚部材２３１ｂの上の段に棚部材２３２ａと棚部材２３２ｂが配置される。棚部材２３２ａと棚部材２３２ｂの上の段に棚部材２３３ａと棚部材２３３ｂが配置される。すなわち、棚部材２３１ａと棚部材２３１ｂ、棚部材２３２ａと棚部材２３２ｂ、棚部材２３３ａと棚部材２３３ｂ、の順に下方から上方に配置され、Ｚ軸方向と直交するＸ軸方向に延伸するように支持点の基準となる支柱部材１１１に固着される。
【００２９】
棚部材２３１ａと棚部材２３１ｂとは、上述したように一体部材として形成してもよいが、棚部材２３１ａと棚部材２３１ｂとの２つの部材を用いるようにしてもよいので、図１においては、二つの異なる符号を付している。棚部材１３２ａと棚部材１３２ｂ、棚部材１３３ａと棚部材１３３ｂについても同様に二つの異なる符号を付している。
【００３０】
植物載置棚の一実施形態である溝形状栽培部材１４１ａ〜溝形状栽培部材１４１ｈ、溝形状栽培部材１４２ａ〜溝形状栽培部材１４２ｈ、溝形状栽培部材１４３ａ〜溝形状栽培部材１４３ｈは、図１に示すものと同一形状である。
【００３１】
図３は、植物栽培装置の基本筐体部を溝形状栽培部材（植物載置棚）の上方から見る図である。図３を参照して各構成部について以下に説明をする。
【００３２】
図３は、一番下の段の棚部材に配される溝形状栽培部材を上方から見る図であり、（下から）２段目、（下から）３段目等の各段についても同様の図で表される。溝形状栽培部材１４１ａないし溝形状栽培部材１４１ｈは相互に平行に配置される。溝形状栽培部材１４１ａないし溝形状栽培部材１４１ｈの各々は、複数個の棚部材１３１ａ、棚部材１３１ｂによって下から支えられ重力によって撓むことなく水平面上にＹ軸方向に延伸するように配置される。
【００３３】
図３の上側の２列は図１に示す基本筐体部であり、図３の下側の２列は図２に示す基本筐体部である。いずれの基本筐体部を用いるかは、また、どのように組み合わせるかは適宜に極め得るものである。
【００３４】
図１に示す基本筐体部を用いる場合には、図３に示すように、支柱部材１１１ないし支柱部材１１Ｎの数は図２に示すものに比べて少なく、支柱部材１１１ないし支柱部材１１Ｎが、棚部材保持部材１１１１を保持し、棚部材保持部材１１１１がすべての棚部材１３１ａと棚部材１３１ｂを下側から支えている。
【００３５】
図２に示す基本筐体部を用いる場合には、図３に示すように、支柱部材２１１ないし支柱部材２１Ｋの数は図１に示すものに比べて多く、支柱部材２１１ないし支柱部材２１Ｋが、各々の棚部材１３１ａと棚部材１３１ｂを保持している。
【００３６】
図３に示すようにして、図１に示す基本筐体部を用いる場合、図２に示す基本筐体部を用いる場合のいずれも、植物載置棚の一実施形態である溝形状栽培部材１４１ａないし溝形状栽培部材１４１ｈはＹ軸方向に延伸するように配置される。２段目等の溝形状栽培部材１４２ａないし溝形状栽培部材１４２ｈについても同様である。
【００３７】
支柱部材のＹ軸方向の数Ｎ、数Ｋ（図３では１１１〜１１Ｎ、２１１〜２１Ｋで表す）は、植物栽培工場の規模に応じて任意の数に設定できる。また、棚部材のＹ軸方向の間隔Ｌ１は、棚部材および支柱部材の強度、溝形状栽培部材の重量（保持される植物栽培用の養液の重量を含む）、育成する植物の重量、および植物載置器保持部材の重量に応じて適宜に極め得るものである。支柱部材および棚部材のＹ軸方向の間隔Ｌ１は、棚部材に積載される物の重量が重い程、小さくする必要がある。あるいは、棚部材に積載される物の重量が重い程、支柱部材、棚部材保持部材、および棚部材の耐重量特性を強化する必要がある。
【００３８】
例えば、一つの実施例では、図３における、Ｌ１、Ｎの値を以下の様に選んでいる。間隔Ｌ１≒２．７７８ｍ（メータ）、Ｎ＝１０（個）、（Ｎ-１）×Ｌ１≒２．７７８×９≒２５ｍとしている。
【００３９】
棚部材の上のＸ軸方向に配される溝形状栽培部材の数は、棚部材および支柱部材の強度、溝形状栽培部材の重量（保持される植物栽培用の養液の重量を含む）、育成する植物の重量、および植物載置器保持部材の重量に応じて適宜に選択できる。
【００４０】
図４は、基本筐体部１０、または、基本筐体部２０を垂直方向（Ｚ軸方向）に切断して、Ｘ軸Ｚ軸面を通路方向（Ｙ軸方向）から見る断面図である。すなわち、基本筐体部１０、または、基本筐体部２０は、いずれも棚部材を片持梁方式で保持し、あたかも、魚の骨のごとき構造（フィッシュボーン構造）をしている。片持梁方式の効果については後述する。
【００４１】
なお、支柱部材は、支柱部材１１１で代表している。以下では基本筐体部１０について説明するが、基本筐体部２０については以下の読み替えをおこなうことができる。支柱部材１１１を支柱部材２１１に、支柱部材１１Ｎを支柱部材２１Ｋに、Ｎ番目をＫ番目に、棚部材１３１ａを棚部材２３１ａに、棚部材１３１ｂを棚部材２３１ｂに、棚部材１３２ａを棚部材２３２ａに、棚部材１３２ｂを棚部材２３２ｂに、棚部材１３３ａを棚部材２３３ａに、棚部材１３３ｂを棚部材２３３ｂに、棚部材１３４ａを棚部材２３４ａに、棚部材１３４ｂを棚部材２３４ｂに、棚部材１３５ａを棚部材２３５ａに、棚部材１３５ｂを棚部材２３５ｂに、棚部材１３６ａを棚部材２３６ａに、棚部材１３６ｂを棚部材２３６ｂに、各々読み替えることができる。以上の読み替えは、図５においても同様にできる。なお、図５（ｂ）において、基本筐体部２０では棚部材保持部材１１１１は存在しない。その他の各図においてもこのような、読み替えができる。
【００４２】
図４は、基本筐体部１０、または、基本筐体部２０と光照射部との配置の関係が分かるように、光照射部（Ｓ１ａ〜Ｓ１ｈ）ないし光照射部（Ｓ６ａ〜Ｓ６ｈ）が表されている。
【００４３】
棚部材１３１ａは、支柱部材１１１の最下段（１段目）に固着されて、支柱部材１１１を基準としＸ軸方向（負方向）に延伸するように配置される。棚部材１３１ｂは、支柱部材１１１の最下段（１段目）に固着されて、支柱部材１１１を基準として棚部材１３１ａとは同軸で逆方向（正方向）に延伸するように配置される。棚部材１３１ａと棚部材１３１ｂは、一部材として形成されていてもよい。支柱部材１１１を中心として見れば、棚部材１３１ａと棚部材１３１ｂとは延伸する方向が逆方向である。
【００４４】
棚部材１３２ａは、支柱部材１１１の２段目に固着されてＸ軸方向（負方向）に延伸するように配置される。棚部材１３２ｂは、支柱部材１１１に固着されて棚部材１３２ａと同軸で逆方向（正方向）に延伸するように配置される。棚部材１３３ａは、支柱部材１１１の３段目に固着されてＸ軸方向に延伸するように配置される。同様にして、Ｙ軸方向のＮ番目の支柱部材１１Ｎまでの２段目の棚部材にはすべて棚部材１３２ａ、棚部材１３２ｂの符号を付す。
【００４５】
以下、同様に、棚部材１３３ｂは、支柱部材１１１に固着されて棚部材１３３ａと同軸で逆方向に延伸するように配置される。棚部材１３４ａは、支柱部材１１１の４段目に固着されてＸ軸方向に延伸するように配置される。棚部材１３４ｂは、支柱部材１１１に固着されて棚部材１３４ａと同軸で逆方向に延伸するように配置される。棚部材１３５ａは、支柱部材１１１の５段目に固着されてＸ軸方向に延伸するように配置される。棚部材１３５ｂは、支柱部材１１１に固着されて棚部材１３５ａと同軸で逆方向に延伸するように配置される。棚部材１３６ａは、支柱部材１１１の６段目に固着されてＸ軸方向に延伸するように配置される。棚部材１３６ｂは、支柱部材１１１に固着されて棚部材１３６ａと同軸で逆方向に延伸するように配置される。
【００４６】
以下同様に、Ｙ軸方向の１番目の支柱部材１１１からＮ番目の支柱部材１１Ｎまでの３段目の棚部材にはすべて棚部材１３３ａ、棚部材１３３ｂの符号を付す。Ｙ軸方向の１番目の支柱部材１１１からＮ番目の支柱部材１１Ｎまでの４段目の棚部材にはすべて棚部材１３４ａ、棚部材１３４ｂの符号を付す。Ｙ軸方向の１番目の支柱部材１１１からＮ番目の支柱部材１１Ｎまでの５段目の棚部材にはすべて棚部材１３５ａ、棚部材１３５ｂの符号を付す。Ｙ軸方向の１番目の支柱部材１１１からＮ番目の支柱部材１１Ｎまでの６段目の棚部材にはすべて棚部材１３６ａ、棚部材１３６ｂの符号を付す。
【００４７】
図４においては、Ｙ軸方向の１番目の支柱部材１１１からＮ番目の支柱部材１１Ｎまでの７段目の棚部材の配置位置に対応する部分には、光照射部保持部材１７ａ、光照射部保持部材１７ｂが配されている。図４から見てとれるように、光照射部保持部材１７ａ、光照射部保持部材１７ｂは、棚部材としては機能せず、単に、光照射部Ｓ６ａ〜光照射部Ｓ６ｈを保持する機能を有しているに過ぎない。よって、光照射部保持部材１７ａ、光照射部保持部材１７ｂには、１段目から６段目の棚部材のような強度は要求されない。
【００４８】
図４に示す棚部材の間隔Ｌ３の数Ｊは６個であるが、間隔Ｌ３と個数Ｊは適宜に選択可能である。
【００４９】
図４では、各々の棚部材の間隔Ｌ３は均一としている。棚部材１３１ａと棚部材１３１ｂ、ないし、棚部材１３６ａと棚部材１３６ｂの各々の上部には、溝形状栽培部材（１４１ａ〜１４１ｈ）の各々が配される。棚部材１３２ａと棚部材１３２ｂ、ないし、棚部材１３６ａと棚部材１３６ｂの各々の下部には、光照射部（Ｓ１ａ〜Ｓ１ｈ）の各々が配される。
【００５０】
光照射部（Ｓ１ａ〜Ｓ１ｈ）の各々は、溝形状栽培部材（１４１ａ〜１４１ｈ）の各々の溝の開口部と対面する。光照射部（Ｓ２ａ〜Ｓ２ｈ）の各々は、溝形状栽培部材（１４２ａ〜１４２ｈ）の各々の溝の開口部と対面する。光照射部（Ｓ３ａ〜Ｓ３ｈ）の各々は、溝形状栽培部材（１４３ａ〜１４３ｈ）の各々の溝の開口部と対面する。光照射部（Ｓ４ａ〜Ｓ４ｈ）の各々は、溝形状栽培部材（１４４ａ〜１４４ｈ）の各々の溝の開口部と対面する。光照射部（Ｓ５ａ〜Ｓ５ｈ）の各々は、溝形状栽培部材（１４５ａ〜１４５ｈ）の各々の溝の開口部と対面する。光照射部（Ｓ６ａ〜Ｓ６ｈ）の各々は、溝形状栽培部材（１４６ａ〜１４６ｈ）の各々の溝の開口部と対面する。
【００５１】
光照射部（Ｓ１ａ〜Ｓ１ｈ）の構成については後述する。光照射部としては、蛍光灯、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、有機ＥＬ（Organic Electro-Luminescence）等の種々の光源を用いることができる。
【００５２】
図５は、植物栽培装置（符号１で示す）の、溝形状栽培部材（植物載置棚）、光照射部、溝形状栽培部材の上に配置される植物載置器保持部材、植物載置器の各々をＹ軸方向から見る断面図（ａ）と、植物載置器保持部材の上方から見る図（ｂ）とを示す図である。
【００５３】
図５（ａ）は、図４に対応する図であるので、図４において説明した部分については符号を付さず、それらの部分の説明も省略する。
【００５４】
図５（ａ）に示すように、植物載置器保持部材１５１ａは、図５には符号を付さない溝形状栽培部材（１４１ａ〜１４１ｃ：図４を参照）の開口部の上に配される。植物載置器保持部材１５１ｂは、図５には符号を付さない溝形状栽培部材（１４１ｆ〜１４１ｈ：図４を参照）の開口部の上に配される。
【００５５】
同様に、植物載置器保持部材１５２ａは、溝形状栽培部材（１４２ａ〜１４２ｃ：図４を参照）の開口部の上に配される。植物載置器保持部材１５２ｂは、溝形状栽培部材（１４２ｆ〜１４２ｈ：図４を参照）の開口部の上に配される。植物載置器保持部材１５３ａは、溝形状栽培部材（１４３ａ〜１４３ｃ：図４を参照）の開口部の上に配される。植物載置器保持部材１５３ｂは、溝形状栽培部材（１４３ｆ〜１４３ｈ：図４を参照）の開口部の上に配される。植物載置器保持部材１５４ａは、溝形状栽培部材（１４４ａ〜１４４ｃ：図４を参照）の開口部の上に配される。植物載置器保持部材１５４ｂは、溝形状栽培部材（１４４ｆ〜１４４ｈ：図４を参照）の開口部の上に配される。植物載置器保持部材１５５ａは、溝形状栽培部材（１４５ａ〜１４５ｃ：図４を参照）の開口部の上に配される。植物載置器保持部材１５５ｂは、溝形状栽培部材（１４５ｆ〜１４５ｈ：図４を参照）の開口部の上に配される。植物載置器保持部材１５６ａは、溝形状栽培部材（１４６ａ〜１４６ｃ：図４を参照）の開口部の上に配される。植物載置器保持部材１５６ｂは、溝形状栽培部材（１４６ｆ〜１４６ｈ：図４を参照）の開口部の上に配される。
【００５６】
植物載置器保持部材１５１ａないし植物載置器保持部材１５６ａの各々、および、植物載置器保持部材１５１ｂないし植物載置器保持部材１５６ｂの各々は孔部を有している。
【００５７】
符号１６を付した部材は植物載置器である。植物載置器１６は、例えば、スポンジで形成される。植物載置器保持部材１５１ａないし植物載置器保持部材１５６ａの各々の孔部、および、植物載置器保持部材１５１ｂないし植物載置器保持部材１５６ｂの各々の孔部に植物載置器１６は着脱可能に挿入される。
【００５８】
植物載置器保持部材に装着された植物載置器１６の各々の上方部分は、光照射部（Ｓ１ａ〜Ｓ１ｈ）ないし光照射部（Ｓ６ａ〜Ｓ６ｈ）の各々と対面する。植物載置器１６の各々の下方部分は溝形状栽培部材（１４１ａ〜１４１ｈ：図４を参照）ないし溝形状栽培部材（１４６ａ〜１４６ｈ：図４を参照）の溝の内部に配される。
【００５９】
図５（ｂ）は、植物載置器保持部材１５１ａ、植物載置器保持部材１５１ｂを上面から見る図である。図５（ｂ）に示す○は、図５（ａ）において符号１６を付した植物載置器である。植物載置器保持部材１５１ａないし１５６ａ、および、植物載置器保持部材１５１ｂないし１５６ｂを上面から見る図も図５（ｂ）に示すと同様の図となる。
【００６０】
図６は、溝形状栽培部材１４１ａないし溝形状栽培部材１４１ｃ、植物載置器保持部材１５１ａ、植物載置器１６の配置関係を示す図である。
【００６１】
図６に示すように、植物載置器保持部材１５１ａは、複数個の、溝形状栽培部材１４１ａないし溝形状栽培部材１４１ｃの開口部の上に配されて水平面を形成する。植物載置器保持部材１５１ａは、植物載置器保持部材１５１ａの開口部の内部に植物載置器１６を着脱可能とするための孔部を有する。図６には、植物載置器保持部材１５１ａのＹ軸方向の一部、複数個の溝形状栽培部材のＹ軸方向の一部のみが表されている。植物載置器１６は、植物載置器保持部材１５１ａの孔部に着脱可能に装着される。植物載置器１６に種子または苗を保持して育成することができる。
【００６２】
複数個の、溝形状栽培部材１４１ａないし溝形状栽培部材１４１ｃの溝の内部は、養液を保持する養液保持部として機能し、養液が流れる養液流路としても機能する。よって、複数個の、溝形状栽培部材１４１ａないし溝形状栽培部材１４１ｃの各々は、Ｙ軸方向の一方の端部から他方の端部まで切れ目ない一体構造とされることによって養液の供給が簡単にできる。
【００６３】
一方、植物載置器保持部材１５１ａについては、Ｙ軸方向の一方の端部から他方の端部まで切れ目なく連続させると取扱いが困難である。例えば、一名の作業員によっては植物載置器保持部材の掃除、植物載置器の取り換えが困難を生じることがある。例えば、Ｙ軸方向に長い植物載置器保持部材１５１ａは重い。一方、植物載置器保持部材１５１ａのＹ軸方向の単位長さが両手を広げた長さより短いものであれば、一名の作業員だけで持ち上げられる。このような単位長さの植物載置器保持部材１５１ａを溝形状栽培部材１４１ａないし溝形状栽培部材１４１ｃの上のＹ軸方向に複数個並べることにより単位長さごとに管理できるという利点もある（図７を参照）。
【００６４】
図７は、図５に示す植物栽培装置の変形例を示す図である。
【００６５】
図７に示す植物栽培装置３は、一名の作業員だけで持ち上げることができ、単位長さごとに管理できるという利点がある。その他に、ファーストイン・ファーストアウト法を実現する一つの実施例である。
【００６６】
図７に示す実施例は図５に示す実施例の以下の問題点を解決する。図５においては、溝形状栽培部材１４１ａないし溝形状栽培部材１４１ｃの３列の部材を有し、植物載置器保持部材１５１ａは、溝形状栽培部材１４１ａないし溝形状栽培部材１４１ｃの開口部の上に配されていた。しかしながら、Ｙ軸方向に長い（例えば、２５ｍ）植物載置器保持部材１５１ａをＹ軸方向の一端から順次挿入して定植をし、Ｙ軸方向の他端から植物載置器保持部材１５１ａを順次取出すのは、溝形状栽培部材１４１ａないし溝形状栽培部材１４１ｃの開口部と植物載置器保持部材１５１ａとの摩擦により、大きな力で押し込み、大きな力で引っ張らなくては簡単に植物載置器保持部材１５１ａを移動させることができなかった。
【００６７】
図７に示す実施例では、植物載置器保持部材（浮遊植物載置器保持部材）２５１ａは水、養液よりも比重が小さい浮力材で形成され、さらに、溝形状栽培部材２４１ａの内部に配されている。溝形状栽培部材２４１ａは、溝形状栽培部材１４１ａないし溝形状栽培部材１４１ｃの３列の部材を１個にした形状を有している。よって、溝形状栽培部材２４１ａの内部に配された、養液中に浮遊する植物載置器保持部材２５１ａは水、養液から浮力を受けて浮いているので小さな力でＹ軸方向に移動が可能となる。溝形状栽培部材２４２ａ、溝形状栽培部材２４３ａ、溝形状栽培部材２４４ａ、溝形状栽培部材２４５ａ、溝形状栽培部材２４５ａ、溝形状栽培部材２４１ｂ、溝形状栽培部材２４２ｂ、溝形状栽培部材２４３ｂ、溝形状栽培部材２４４ｂ、溝形状栽培部材２４５ｂ、溝形状栽培部材２４６ｂについても同様である。
【００６８】
植物載置器保持部材２５１ａはＹ軸方向に短く切断され、その各々は連結金具（例えば鎹（かすがい））２８で相互に連結されている。この鎹２８は人力により簡単に植物載置器保持部材２５１ａの孔部２６１に着脱可能とされている。ファーストイン・ファーストアウト法を実現する場合について説明をする。まず、ファーストインについては、植物載置器保持部材２５１ａをＹ軸方向の一端（Ｙ軸の原点付近）から順次挿入して定植をし、鎹２８で次の植物載置器保持部材２５１ａ連結し同様の作業を繰り返せば、Ｙ軸方向の他端まで定植が完了する。次に、ファーストアウトについては、Ｙ軸方向の他端（Ｙ軸の２５ｍ付近）の載置器保持部材２５１ａから植物を収穫し、鎹２８を外して、次の載置器保持部材２５１ａをＹ軸方向の他端に引き寄せて植物を収穫する動作を繰り返せばよい。
【００６９】
（第１の実施形態の植物栽培装置の作用・効果）
第１の実施形態の植物栽培装置は、基本筐体部と植物載置器保持部材と光照射部と、を備えている。基本筐体部は、垂直方向（上下方向）に延伸する支柱部材を具備するので支柱部材の延伸する方向と直交する方向（横方向）に延伸する棚部材を支えることができる。支柱部材は複数段の棚部材を支えることができる。
【００７０】
複数段の中の同一段の棚部材は、この棚部材の上に支柱部材の延伸する方向および棚部材の延伸する方向の両方に直交する方向に相互に平行して延伸する複数個の溝形状栽培部材を水平に支えることができる。そして、植物載置器保持部材は、複数個の溝形状栽培部材の開口部の上に配されて水平面を形成する。
【００７１】
ここで、複数段の中の同一段の溝形状栽培部材が水平に支えられることによって、溝形状栽培部材の底面からの水位は等しくなり、溝の深さが浅くとも、Ｙ軸方向に長い溝形状栽培部材の開口部から、水、または養液が溢れることはない。溝が浅い溝形状栽培部材の採用によって、床から天井までの高さが限られた植物工場においても、各段の間隔Ｌ３を狭くして段数を多くできる。すなわち、単位床面積当たりでは、より多くの植物の収穫が可能となる。
【００７２】
また、各段の間隔Ｌ３を狭くできることに加えて、溝形状栽培部材、そのものが流路を兼ねて水、または養液の循環を図ることができるので、装置の小型化が可能となる。そして、従来にはない、装置の小型化の結果として、コンパクトな空間で植物栽培ができる結果、作業員一人が担当する領域が従来よりも狭くても、より多くの植物収穫量が得られる、すなわち、省力化が図られ生産性が向上するので設備投資費用（土地面積、建屋の大きさも含む）が少なくなり、人件費も少なくなり、生産する植物の価格が安くできるようになり、市場における競争力が強化される。
【００７３】
植物載置器保持部材は溝形状栽培部材の溝の内部に植物載置器を着脱可能とするための孔部を有する広い面であり、上方から照射される光を植物がお互いに遮る要素がないので、密着させて植物育成することが可能となり、この点からも植物収穫量の増大を図ることができる。
【００７４】
基本筐体部は、垂直方向（上下方向）に延伸する支柱部材を具備するので支柱部材の延伸する方向と直交する方向（横方向）に延伸する棚部材を支えることができるので、垂直方向に適宜な複数段の棚部材を配置することができ、植物工場の規模の拡張・縮小が柔軟にできる。
【００７５】
植物の根は重力方向に伸び、植物の葉は光の方向に伸びる性質がある。よって、光照射部は、植物載置器保持部材に光を照射するように配置されている。植物載置器はスポンジ等の吸水性材料で形成されるので、植物載置器の上方から供給される肥料を溶かした養液を植物載置器の内部に保持して植物の育成に寄与する。また、溝形状栽培部材に肥料を溶かした養液を流すことによっても、スポンジ等の吸水性材料で形成される植物載置器は毛管現象によって養液を吸い上げて植物に育成に必要な肥料を供給して植物の育成に寄与する。
【００７６】
従来は両持梁方式を採用していたが、基本筐体部１０、基本筐体部２０の支柱部材は、直接に、または棚部材保持部材を介して、片持梁方式で棚部材を支えるという、従来にない特殊な構造を有している、この方式を採用することによって、以下の特別顕著な効果が生じる。
【００７７】
従来は、図２０、図２１に従来例として示すように通路側に垂直に伸びる支柱を有するのが基本筐体部の構成であった。この結果、図２１に示すように成長した植物の葉が通路側に垂直に伸びる支柱に接触して成長が妨げられた。
【００７８】
また、従来の基本筐体部においては、自動化の目的で収穫時に植物載置器保持部材を通路方向（Ｙ軸方向）に移動した場合には、通路側に配置されたすべての植物の葉が通路側の垂直に伸びる支柱に衝突してしまい、商品価値がなくなってしまっていた。すなわち、自動化する場合には、図２０に示すような通路側から定植、収穫する方式を採用せざるを得ず、自動定植・収穫装置は３次元に移動するために複雑で高価なものとなる一方、棚の奥行以上の広い通路が必要となった。すなわち、通路確保のために単位面積当たりの収量が多くできなかった。そこで、通路確保を狭くして図２１に示すような人手による定植、収穫をする方法は、作業の危険性を伴った。
【００７９】
また、従来の通路沿って垂直に伸びる支柱を有る両持梁方式の基本筐体構造では、自動化のために植物載置器保持部材を通路方向（Ｙ軸方向）に移動する方式を採用する場合には、通路側に垂直に伸びる支柱から十分に距離を離して定植をしなければならず、通路の幅が狭くできたとしても、決局、単位面積当たりの収量が多くできなかった。また、両持梁方式の基本筐体構造では、自動化のために植物載置器保持部材を横方向（Ｘ軸方向）に移動する方式を採用する場合には、通路の幅を広くして３次元に移動するロボット方式を採用することになり同様に単位面積当たりの収量が多くできなかった。
【００８０】
片持梁方式で棚部材を支える本実施形態によれば、上述した従来の通路側に垂直に伸びる支柱を有する両持梁方式の基本筐体部の問題点をすべて解決できる。
【００８１】
図４、図５、図６、図７を参照すれば、片持梁方式によれば、通路側まで植物の葉が成長しても、葉に接触する部材が存在しないことは明らかである。さらに、収穫時に植物載置器保持部材を通路方向（Ｙ軸方向）に移動した場合においても葉に衝突する部材は何も存在しない。よって、植物載置器保持部材１５１ａをＹ軸方向の一端から順次挿入して定植をし、Ｙ軸方向の他端から植物載置器保持部材１５１ａを順次取出して収穫するファーストイン・ファーストアウト法が採用でき効率的な定植、収穫ができることは明らかである。
【００８２】
言うまでもなく、上述した、ファーストイン・ファーストアウト法を実現可能としたのは、棚部材を支柱部材に片持梁方式で保持しているからに他ならない。すなわち、片持梁方式を採用することによって、通路側の支柱を不要としたので、植物の葉が衝突する部材がなく、良好な品質の植物が収穫できる。また、通路の幅もメンテナンスで人が立入る最少の幅があれば充分であり。植物栽培の床面積を有効に活用でき、単位面積当たりの収量を増やすこともできる。さらに、図２１に示すような植物収穫時における危険な作業が必要なく、作業はＹ軸方向の端部の広い空間でおこなうことができるので、定植、収穫時における作業の危険性は軽減される。
【００８３】
「第２の実施形態」
（第２の実施形態の植物栽培装置の構成）
発明を実施するための第２の実施形態の植物栽培装置は、人力を省いた自動化に関するものである。第２の実施形態の植物栽培装置は、第１の実施形態の基本筐体部を有し、第１の実施形態の特徴に加えて以下の特徴を有するものである。すなわち、植物載置器保持部材は、溝形状栽培部材の延伸する方向に伸び、溝形状栽培部材および棚部材を囲む無端ベルトで形成され、駆動器によって溝形状栽培部材の延伸する方向に移動するベルトコンベアであり、上から順に、光照射部、移動するベルトコンベアの上面、溝形状栽培部材、棚部材、移動するベルトコンベアの下面の順番に配置されるものである。以下に図を参照して第２の実施形態について説明をする。
【００８４】
なお、通常のベルトコンベアは、通路に沿って人が並んで分業作業をする目的で用いられるが、本実施形態における移動する植物載置器保持部材として機能するベルトコンベアの目的は、コンベアの進行方向（Ｙ軸方向）の両端に作業場所を集中するとともに、自動化を狭い範囲でおこない、３次元ロボット等を用いる高度、複雑、高価な装置を採用せず安価な自動化装置を目指すものである。
【００８５】
図８は、植物載置器保持部材として駆動器で移動されるベルトコンベアを用いる場合の、光照射部、溝形状栽培部材、溝形状栽培部材、ベルトコンベア、植物載置器の各々を横方向（Ｙ軸方向）から見る断面図（ａ）と、一の棚の上方から見る図（ｂ）とを示す図である。
【００８６】
図８（ａ）は、第１の実施形態における図５（ａ）に対応するものである。図８（ａ）においては、図５（ａ）と同一の構成部についての説明は省略し、異なる部分に符号を付して説明をする。
【００８７】
図８（ａ）に示すように、植物載置器保持部材は、溝形状栽培部材の延伸する方向に伸び、溝形状栽培部材および棚部材を囲む無端ベルト（１５１ａｕと１５１ａｄ、１５２ａｕと１５２ａｄ、１５３ａｕと１５３ａｄ、１５４ａｕと１５４ａｄ、１５５ａｕと１５５ａｄ、１５６ａｕと１５６ａｄ、１５１ｂｕと１５１ｂｄ、１５２ｂｕと１５２ｂｄ、１５３ｂｕと１５３ｂｄ、１５４ｂｕと１５４ｂｄ、１５５ｂｕと１５５ｂｄ、１５６ｂｕと１５６ｂｄ）で形成されている。ここで、無端ベルトの形態は、両端が接着されているリング状のベルトである。
【００８８】
この無端ベルトは、駆動器によって前記溝形状栽培部材の延伸する方向に移動して、その（無端ベルトの）上に配される物体を移動させる機能を有している。このように移動機能を有する無端ベルトはベルトコンベアと称される。第２実施形態では、植物載置器保持部材の一の実施形態としてベルトコンベアを用いている。ベルトコンベアは植物載置器を保持する機能を有するとともに、その上に配される物体を移動させる機能も有する部材である。ベルトコンベアは、植物載置器保持部材の一つの実施形態である。
【００８９】
符号１５１ａｕは移動するベルトコンベア１５１ａ（図８の最下段紙面左側のベルトコンベア）の上面を示し、符号１５１ａｄは移動するベルトコンベア１５１ａの下面を示すものである。ベルトコンベア１５１ａの移動に伴い、ベルトコンベア１５１ａのすべての部分が上面にも下面にもなる。図８中の他のベルトコンベア１５２ａ、ベルトコンベア１５３ａ、ベルトコンベア１５４ａ、ベルトコンベア１５５ａ、ベルトコンベア１５６ａ、ベルトコンベア１５１ｂ、ベルトコンベア１５２ｂ、ベルトコンベア１５３ｂ、ベルトコンベア１５４ｂ、ベルトコンベア１５５ｂ、ベルトコンベア１５６ｂについても同様の符号を用いる。
【００９０】
例えば、図８に示すように、溝形状栽培部材１４１ａないし溝形状栽培部材１４１ｃを該当する溝形状栽培部材であるとして、第２実施形態について説明をする。
【００９１】
第２実施形態では、植物載置器保持部材は、溝形状栽培部材（溝形状栽培部材１４１ａないし溝形状栽培部材１４１ｃ）の延伸する方向（Ｙ軸方向）に伸び、溝形状栽培部材（溝形状栽培部材１４１ａないし溝形状栽培部材１４１ｃ）および棚部材（棚部材１３１ａ）を囲む無端ベルトで形成され、駆動器（回転モータ２１１ａとプーリ２２１ａとプーリ保持部材２２２ａ）によって溝形状栽培部材（溝形状栽培部材１４１ａないし溝形状栽培部材１４１ｃ）の延伸する方向（Ｙ軸方向）に移動するベルトコンベア（ベルトコンベア１５１ａ）である。
【００９２】
図８に示すように、植物栽培装置においては、上から順に、光照射部（光照射部Ｓ１ａないし光照射部Ｓ１ｃ）、移動するベルトコンベアの上面（ベルトコンベアの上面１５１ａｕ）、溝形状栽培部材（溝形状栽培部材１４１ａないし溝形状栽培部材１４１ｃ）、棚部材（棚部材１３１ａ）、移動するベルトコンベアの下面（ベルトコンベアの下面１５１ａｃ）の順番に配置される。
【００９３】
図９は、植物栽培装置の駆動器を構成する、回転モータ、プーリ、プーリ保持部材、の斜視図（ａ）と、プーリ、プーリ保持部材、棚部材、溝形状栽培部材の相互の配置をプーリの回転軸方向から見る図（ｂ）、図（ｃ）、図（ｄ）と、を示す図である。
【００９４】
回転モータ２１１ａは、支柱部材１１１に固着される。回転モータ２１１ａはベルトコンベア１５１ａを駆動する回転モータである。プーリ２２１ａの回転軸の一端は回転モータ２１１ａの回転軸に連結される。プーリ２２１ａの回転軸の他端は、棚部材１３１ａに固着されるプーリ保持部材２２２ａ（図示せず）によって保持される。回転モータ２１１ａが回転するとプーリ２２１ａが回転してベルトコンベア１５１ａを移動させる。回転モータ２１１ａの回転方向を正逆に切り替えるとベルトコンベア１５１ａの移動方向が切り替わる。回転モータ２１１ａとプーリ２２１ａとプーリ保持部材２２２ａとは、ベルトコンベア１５１ａを移動させる駆動器を構成する。
【００９５】
回転モータ２１１ｂは、支柱部材１１１に固着される。回転モータ２１１ｂはベルトコンベア１５１ｂを駆動する回転モータである。プーリ２２１ｂの回転軸の一端は回転モータ２１１ｂの回転軸に連結される。プーリ２２１ｂの回転軸の他端は、棚部材１３１ｂに固着されるプーリ保持部材２２２ｂによって保持される。回転モータ２１１ｂが回転するとプーリ２２１ｂが回転してベルトコンベア１５１ｂを移動させる。回転モータ２１１ｂの回転方向を正逆に切り替えるとベルトコンベア１５１ｂの移動方向が切り替わる。回転モータ２１１ｂとプーリ２２１ｂとプーリ保持部材２２２ｂとは、ベルトコンベア１５１ｂを移動させる駆動器を構成する。
【００９６】
図９（ｂ）、図９（ｃ）、図９（ｄ）の各々は、ベルトコンベア１５１ｂの駆動部の異なる形態を示す図であり、Ｘ軸方向からベルトコンベア１５１ｂの断面を見る図である。
【００９７】
図９（ｂ）は、基本形を示す図である。ベルトコンベア１５１ｂは、二つのプーリ２２１ｂによって溝形状栽培部材１４１ｆないし溝形状栽培部材１４１ｈと棚部材１３１ｂとを囲むように懸架されている。一方のプーリ２２１ｂは、回転モータ２１１ｂによって回転力を発生してベルトコンベア１５１ｂに移動力を与える。他方のプーリ２２１ｂは、その回転軸の両端がプーリ保持部材２２２ｂによって保持されベルトコンベア１５１ｂを懸架する。
【００９８】
図９（ｃ）は、図９（ｂ）の変形例であり、図９（ｃ）に示すものよりもベルトコンベア１５１ｂと溝形状栽培部材１４１ｆないし溝形状栽培部材１４１ｈとの間の摩擦力をコロ２５の作用により小さくしてベルトコンベア１５１ｂの移動をより容易にするものである。コロの作用により回転モータ２１１ｂの小型化と省電力化を図ることができる。コロ２５は、溝形状栽培部材１４１ｆないし溝形状栽培部材１４１ｈの各々の溝の立上部の付近に配され、ベルトコンベア１５１ｂの移動に伴い回転する。
【００９９】
図９（ｄ）は、図９（ｃ）の変形例であり、養液の供給のための養液供給パイプ２６と養液の排出のための養液排出パイプ２７とを溝形状栽培部材１４１ｆないし溝形状栽培部材１４１ｈの各々に配するものである。溝形状栽培部材１４１ｆないし溝形状栽培部材１４１ｈの長手方向の両端は養液が漏らないように封止されている。養液供給パイプ２６の各々と養液排出パイプ２７の各々とは、溝形状栽培部材１４１ｆないし溝形状栽培部材１４１ｈの各々の溝の底部に配されている。養液供給パイプ２６と養液排出パイプ２７とは、溝形状栽培部材ごとに独立経路を構成させて、溝形状栽培部材１４１ｆないし溝形状栽培部材１４１ｈの各々に異なる種類の養液を供給することができる。
【０１００】
図９（ｅ）は、比較例としての第１の実施形態における植物載置器保持部材と溝形状栽培部材との関係を図９（ａ）ないし図９（ｄ）と同方向から見る図である。図９（ｅ）では、溝形状栽培部材の両方の端部は、ベルトコンベアを用いないことにより外部に露出している。一方の端部を封止して養液供給パイプ４６から溝形状栽培部材に養液を供給することができる。溝形状栽培部材の他方の端部は開放端として養液排水路に養液が流れるようにできる。なお、開放端の部分に上方に向かい立上る立上壁を配すれば、溝形状栽培部材の内部の養液の水位を立上壁の高さに応じた水位に保つことができる。
【０１０１】
図１０は、別のベルトコンベアの例である。移動するベルトコンベアの上面２５１ａｕは図８に示すと同じ構成である。しかしながら、移動するベルトコンベアの下面２５１ａｄは、上面２５１ａｕのＸ軸方向の端部にワイヤロープ２９を半周分配するだけである。このようにすれば、植物を育成中の棚の１段下の棚を照射する照射部からの光はワイヤロープ２９によって遮られることはない。よって、図８に示すように、棚部材、移動するベルトコンベアの下面、光照射部の順番に配置される複雑な構造が必要ではなくなる。
【０１０２】
（第２の実施形態の植物栽培装置の作用・効果）
第２の実施形態の植物栽培装置は、第１の実施形態と同様に、基本筐体部と植物載置器保持部材と光照射部と、を備えている。基本筐体部は、垂直方向（上下方向）に延伸する支柱部材を具備するので支柱部材の延伸する方向と直交する方向（横方向）に延伸する棚部材を支えることができる。これによって、垂直方向に複数段の棚部材を配置することができる。また、棚部材は、この棚部材の上に支柱部材の延伸する方向および棚部材の延伸する方向の両方に直交する方向に相互に平行して延伸する複数個の溝形状栽培部材を支えることができる。そして、植物載置器保持部材は、複数個の溝形状栽培部材の開口部の上に配されて水平面を形成する。また、植物載置器保持部材は溝形状栽培部材の溝の内部に植物載置器を着脱可能とするための孔部を有するので広い水平面で植物育成が可能となり、単位床面積当たりの植物収穫量の増大を図ることができる。さらに、垂直方向に複数段の棚部材を配置することによって、棚部材の段数倍の単位床面積当たりの植物収穫量の増大を図ることができる。
【０１０３】
第２の実施形態の植物栽培装置は、第１の実施形態にない特徴を備えるので以下の作用・効果を奏する。植物載置器保持部材は、駆動器によって溝形状栽培部材の延伸する方向に移動するベルトコンベアであるので、作業者は、移動することなく一箇所に留まったままで、植物載置器保持部材のすべての孔部に植物載置器を着脱できる。
【０１０４】
すなわち、植物の育成準備の作業、定植の作業においては、植物載置器を既に装着した植物載置器保持部材の孔部が作業者から遠ざかり、植物載置器を未だ装着していない植物載置器保持部材の孔部が作業者に近づくようにベルトコンベアを順次移動させる。このようにして作業者は（例えば、Ｙ軸方向の原点付近に留まり）移動することなく（例えば、作業者は椅子に着座したまま）、植物載置器保持部材のすべての孔部にこれから育成をする植物載置器を装着することができる。作業者は手元式または足踏み式のコントローラで駆動器を制御して、作業速度に合わせてベルトコンベアの移動速度、移動方向を自由に調整することができる。また、植物の収穫においては、作業者は（例えば、Ｙ軸方向の２５ｍ付近に留まり）移動することなく作業ができる。このようにして、ファーストイン・ファーストアウトによる自動化ができる。なお、当然ながら、移動するベルトコンベアの上面の一部の孔部にだけ種または苗を有する植物載置器が装着された状態とすることもできることはいうまでもない。
【０１０５】
植物育成中において、光照射部を動作（点灯、ＯＮとも称する）させると、光照射部からの光が、停止中の移動するベルトコンベアの上面、すなわち、ベルトコンベアの上面の孔部に配された植物載置器において育成中の植物に照射されて育成が促進される。溝形状栽培部材の溝の内部に植物載置器を着脱可能とされているので、育成中には植物載置器の下部は、溝形状栽培部材の溝の内部に配されることになる。
【０１０６】
上述するように第２の実施の形態の植物栽培装置によれば、植物載置器保持部材としてベルトコンベアを用いるので作業者の生産性を向上させて、少ない人員によって植物工場を運営できる。また、第１の実施形態におけると同様に上下方向に多段の溝形状栽培部材を配置することによって、床面積当たりの植物の収量を多くすることができる。
【０１０７】
言うまでもなく、上述した、ファーストイン・ファーストアウト法を手動ではなく、移動する植物載置器保持部材を用い自動化によって実現可能としたのは、棚部材を支柱部材に片持梁方式で保持しているからに他ならない。すなわち、片持梁方式を採用することによって、通路側の支柱を不要としたので、高速で植物載置器保持部材が移動したとしても植物の葉が支柱部材に衝突することがなく、良好な品質の植物が収穫できるからである。その他の第２の実施形態の効果は、上述した第１の実施形態の効果と同様である。
【０１０８】
「第３の実施形態」
（第３の実施形態の植物栽培装置の構成）
発明を実施するための第３の実施形態の植物栽培装置は、第１の実施形態、第２の実施形態に記載されるすべての実施形態の植物栽培装置、または、第１の実施形態、第２の実施形態の構成部を組み合わせた実施形態の植物栽培装置の中の、いずれかの植物栽培装置を複数個有する植物栽培装置である。
【０１０９】
第３の実施形態の植物栽培装置は、第１の実施形態、または、第２の実施形態の植物栽培装置に加え、さらに、多目的搬送装置を備える。多目的搬送装置は、植物載置棚の延伸する方向（Ｙ軸方向）に移動可能とされる可動支柱部材と、可動支柱部材に片持梁方式で保持されて横方向（Ｘ軸方向）に延伸する横棒と、を具備する。横棒は、上下方向に隣接する棚部材の自由端の間に挿入可能とされ、植物監視部材、植物育成用部材、または、保守・整備部材の少なくともいずれかを保持する。
【０１１０】
植物監視部材は、例えば、一実施形態としてのカメラであり、主として植物の育成状態を監視するが、植物載置器保持部材の上面を監視するので、植物載置器、および、その周辺の機構部材に異常がないかも監視できる。
【０１１１】
植物育成用部材は、植物の育成に直接に関わる部材であり、例えば、一実施形態としての養液供給部材、風供給部材（例えば、実施例としての、葉に養液を供給する部材、送風機）等である。
【０１１２】
保守・整備部材は、植物以外の植物栽培装置の構成部を保守・整備する部材であり、例えば、洗浄用の水の供給のための部材、植物栽培装置の構成部を掃除するための掃除用具、例えば、ブラシ、雑巾等である。
【０１１３】
また、この植物栽培装置は、植物監視部材、植物育成用部材または保守・整備部材が、植物載置器保持部材の上面または溝形状栽培部材から所定距離を保ちながら、溝形状栽培部材の延伸する方向に移動するように多目的搬送装置の制御をする搬送装置制御部を具備する。以下に図面を参照して第３の実施形態の説明をする。
【０１１４】
図１１は、複数個の植物栽培装置１、植物監視部材を配する多目的搬送装置、可動式反射膜装置を具備する植物栽培装置を示す図である。
【０１１５】
図１１に示す、２個の植物栽培装置１は、図５に示す第１の実施形態の植物栽培装置１と同じ構成のものであるので各構成部の説明は省略する。図１１に示す可動式反射膜装置４１は、必要に応じて、光照射部からの光が、多目的搬送装置が移動するための空間である作業空間に漏れることを防止して、この光を育成中の植物に向けて反射させるための反射膜（図１１の破線）を出し入れ可能な装置である。多目的搬送装置の移動時には、反射膜は、可動式反射膜装置４１の内部に収納され、多目的搬送装置の移動を妨げることはない。
【０１１６】
図１１に示す植物栽培装置は、一の（例えば、左側の）植物栽培装置１の棚部材の自由端である先端部と、一の植物栽培装置１に隣接して配置される他の（例えば、右側の）植物栽培装置１の棚部材の自由端である先端部と、の間に間隔Ｌ４の空間を有し、この空間が、溝形状栽培部材の延伸する方向（Ｙ軸方向）に伸びるように、２つの植物栽培装置１を配置している。なお、図１１では、棚部材は６段の構成となっているので、空間は、Ｚ軸方向にも伸びている。間隔Ｌ４は、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向にも伸びている。なお、植物栽培装置１に替えて、第１の実施形態または第２の実施形態に記載されたいずれの植物栽培装置も用いることが可能である。
【０１１７】
この植物栽培装置は、この空間に配置され溝形状栽培部材の延伸する方向（Ｙ軸方向）に移動可能な多目的搬送装置３１を具備する。多目的搬送装置３１は、植物載置器保持部材の上面を監視する植物監視部材３３の一実施形態であるカメラ３３を配している。なお、植物監視部材に替えて、後述する、溝形状栽培部材を保守・整備する保守・整備部材３４の一実施形態である掃除具３４を配することができる。また、植物育成用部材４３の一実施形態である送風機４３を配することもできる。また、植物監視部材、植物育成用部材、保守・整備部材の任意の組み合わせを配することもできる。カメラ３３は、植物載置器保持部材の上面を監視するのであるから、植物載置器保持部材の孔部に配されている植物載置器１６（図５、図６を参照）とその中で育成される植物も当然監視できる。
【０１１８】
多目的搬送装置３１が、溝形状栽培部材の延伸する方向（Ｙ軸方向）に移動可能とする理由は、カメラ３３の数を削減するためである。すなわち、植物載置器１６はＹ軸方向に多数（溝形状栽培部材の長手方向に延伸する開口部の上の殆どの部分に規則正しく）配列される。よって、１台のカメラ３３の視野を１個の植物載置器を撮像する範囲に制限する場合には、すべての植物載置器１６の中の植物の育成状態を監視するためには、植物載置器保持部材の孔部に配されている植物載置器１６の総数と同数のカメラ３３が必要とされる。
【０１１９】
なお、カメラ３３の視野を広げれば、１個のカメラ３３によって広い範囲を監視できるのでカメラ３３の数は少なくできるものの解像度との関係でむやみに視野を広げることはできない。また、一画像中に複数個の植物栽培装置が写りこんでいる場合には、作業員が植物の栽培状態を目視監視するときに、どの植物載置器の植物を見ているかの判断をしなければならず煩雑である。一方、カメラ３３の視野を１個の職別載置器で育成される植物の範囲に限定した上で、Ｘ軸方向に配置される植物載置器の数に対応する数のカメラ３３をＸ軸方向に配置すれば、多目的搬送装置３１のＹ軸方向の位置（植物載置器一列毎のアドレス）を知るだけで、カメラ３３の画像と特定の１個の植物載置器で育成中の植物とを対応させることができる。すなわち、特定の１個の植物載置器で育成中の植物の状態を瞬時に画像として視認できることとなる。
【０１２０】
後述する、人手ではなくコンピュータが植物の育成状態を判断する場合においても、１個のカメラ３３によって１個の植物を写すようにすれば、１画面に写った複数の植物の画面から特定の植物を抜き出して認識するための複雑で困難なプロセスを省くことができることとなる。
【０１２１】
このような観点から、第３の実施形態では、多目的搬送装置３１が、溝形状栽培部材の延伸する方向（Ｙ軸方向）に移動可能として、Ｙ軸方向２５ｍのすべての監視を可能としている。また、カメラ３３は、図１１に示すように、棚部材のＺ軸方向の１段当たり、Ｘ軸方向に配置される溝形状栽培部材の数と同数の６個のカメラ３３で、すべての植物載置器１６の中の植物の育成状態を監視するようにしている。そして、棚の段数と等しい数である６段分のカメラ３３を備えているので、６×６＝３６個のカメラ３３を備えている。そして、多目的搬送装置３１をＹ軸方向に移動させるだけで一瞬にして、全体の中から特定の１個の育成中の植物の画像を得ることができる。
【０１２２】
第３の実施形態において、多目的搬送装置３１が、溝形状栽培部材の延伸する方向（Ｙ軸方向）に移動可能とできるのは、隣接する２つの植物栽培装置１の棚部材の端部をいずれをも自由端とできるように、上述したように「フィッシュボーン（魚の骨）」構造としているからである。また、植物栽培装置１の「フィッシュボーン」構造に合わせて、多目的搬送装置３１も「フィッシュボーン」構造としている。
【０１２３】
また、第３実施形態の植物栽培装置は、カメラ３３が、光照射部と植物載置器保持部材の上面または溝形状栽培部材との間で、所定位置を保ちながら、溝形状栽培部材の延伸する方向に移動するように多目的搬送装置３１のＹ軸方向の移動位置の制御をする搬送装置制御部（図１９を参照）を具備する。搬送装置制御部の詳細は後述する。
【０１２４】
図１２は、植物載置器保持部材として板材を用いる、第１の実施形態の植物栽培装置１を第３の実施形態の植物栽培装置の一部として用いる図である。多目的搬送装置３１には、保守・整備部材３４の一実施形態である掃除具３４が配されている。掃除具３４を用いる場合には、予め、板材の植物載置器保持部材を取り除いておく。掃除具３４を溝形状栽培部材の開口部から挿入して溝内側の底部に押圧しながら、多目的搬送装置３１を溝形状栽培部材の延伸する方向に移動させることによって溝形状栽培部材の内面は清掃される。このような溝形状栽培部材の掃除は植物の収穫後におこなわれる。
【０１２５】
掃除具３４は、植物育成中には、溝形状栽培部材の植物育成を妨げない場所に置くか、溝形状栽培部材から除去されている。溝形状栽培部材の一の端部を開放端（図９の（ｅ）を参照）とすることによって、掃除具３４を開放端よりも除去することもできる。掃除具３４を除去後に板材の植物載置器保持部材を溝形状栽培部材の上部に再び配し、溝形状栽培部材に配される植物載置器の内部で植物は育成される。
【０１２６】
多目的搬送装置３１に移動力を与える移動力発生装置および駆動方式については、図示しないが、クレーン等に用いられる、公知のワイヤー駆動方式、モータを多目的搬送装置３１に積載する自走方式等を用いることができる。図示しないが、実施形態では、ワイヤー駆動方式で駆動されている。また、手動（人力）によって多目的搬送装置３１を移動させるようにしてもよい。
【０１２７】
図１３は、図１１に示す植物栽培装置をＺ軸方向から見る図である。図１３に示すように、Ｘ軸方向の両端に位置する多目的搬送装置３１１は、「フィッシュボーン」形状ではなく、片側の棚部部材（骨）が存在しない形状となっている。図１３は、カメラ３３を機能させながら多目的搬送装置３１、多目的搬送装置３１１が移動中の状態を示す図である。移動中においては、多目的搬送装置３１、多目的搬送装置３１１は、光照射部と植物載置器保持部材の上面との間に位置するので、光照射部からの光を多目的搬送装置３１、多目的搬送装置３１１は遮る。しかしながら、多目的搬送装置３１、多目的搬送装置３１１は移動中であるので、特定の位置における光の遮りは短時間であり植物育成に影響は与えない。
【０１２８】
図１４は、多目的搬送装置３１、多目的搬送装置３１１が移動を停止の状態を示す図である。移動を停止の状態においては、多目的搬送装置３１、多目的搬送装置３１１は、溝形状栽培部材のＹ軸方向の端部に位置するので、光照射部からの光を多目的搬送装置３１、多目的搬送装置３１１が遮って植物育成に影響は与えることはない。なお、第１の実施形態の植物栽培装置１を用いる場合には、溝形状栽培部材の開放端から掃除具３４を除去しながら多目的搬送装置３１、多目的搬送装置３１１を撤去することができる。
【０１２９】
図１３、図１４においては、Ｘ軸方向の両端に位置する多目的搬送装置３１１は、「フィッシュボーン」形状ではなく、片側の棚部部材（骨）が存在しない形状となっているが、図示はしないものの、Ｘ軸方向の両端に位置する植物栽培装置を「フィッシュボーン」形状ではなく、片側の棚部部材（骨）が存在しない形状とすれば、多目的搬送装置そのものが不要となり、多目的搬送装置３１１のような形状の多目的搬送装置は不要となる。
【０１３０】
図１５は、溝形状栽培部材の溝を掃除するための掃除具３３、多目的搬送装置３１を示す図である。掃除具３４は、溝形状栽培部材の溝内側を掃除するための器具である。溝形状栽培部材の開口部の内側には、植物の育成中においては養液または水が循環しており、アオコ、肥料の滓、水垢等で汚染されることがある。掃除具３４はこれらの汚染物質を取り除く掃除具である。掃除具３４はブラシとなっており、上部から押圧力を加えるとブラシの先端は、溝形状栽培部材の溝内側の底部に接触して横方向（Ｘ軸方向）に広がり開口部の内側の広い範囲の掃除ができるようになされている。
【０１３１】
図１６は、掃除具３４を搬送する多目的搬送装置３１の横方向から見る図（ａ）と、掃除具３４を上下方向に駆動する掃除具駆動部の上方向（図１６（ａ）中の矢印Ａ方向）から見る図（ｂ）と、掃除具３４を上方向（図１６（ａ）中の矢印Ｂ方向）から見る図（ｃ）である。
【０１３２】
図１６（ａ）に示すように、多目的搬送装置３１は、縦方向移動部材３７と、横方向移動部材３８と、横方向移動部材駆動器である回転モータ３５および歯車３６とを具備する。縦方向移動部材３７の側面には歯車３６と噛み合う噛合溝が形成されている。図１６（ｂ）に示すように回転モータ３５によって回転する歯車３６は縦方向移動部材３７の噛合溝と噛み合い、回転方向に応じて横方向移動部材３８を上下方向（図１６（ａ）中の横方向移動部材３８に付された矢印方向）に移動させる。これにより、掃除具３４の上下方向の位置を変化させることができる。掃除具３４を上げて掃除が必要な場所の上に多目的搬送装置３１を移動させて、その場所で掃除具３４を下げて必要な場所のみを掃除することができる。
【０１３３】
掃除具３４に上部から押圧力を加えブラシの先端を溝形状栽培部材の溝内側の底部に接触させ掃除をするときの掃除具３４の上下方向の位置と、植物育成中の掃除具３４の上下方向の位置とを異ならせる。植物育成中に、単に植物育成の邪魔にならない場所に掃除具３４を移動するのみならず、ブラシの先端が溝形状栽培部材の底部に押圧接触しないようにするのがブラシの劣化防止の観点から望ましいからである。
【０１３４】
（第３の実施形態の植物栽培装置の作用・効果）
述したように、第３の実施形態の植物栽培装置は、多目的搬送装置３１に植物監視部材３３を装着することによって、作業員が工場内を常時、見回るのではなく、作業員は制御室（図１９を参照）において植物監視部材３３に接続される表示装置にディスプレイ表示される画像によって植物の育成状態を効率的に監視することができる。
【０１３５】
また、第３の実施形態の植物栽培装置は、多目的搬送装置３１に保守・整備部材３４を装着することによって、作業員は制御室において複数段の複数個の棚に配される溝形状栽培部材を掃除具３４によって掃除することができる。また、植物監視部材３３と掃除具３４とを同時に作動させ、作業員は、植物監視部材３３に接続される表示装置の画像によって掃除具３４による掃除の仕上がり具合を監視できる。
【０１３６】
また、第３の実施形態の植物栽培装置は、多目的搬送装置３１に植物育成用部材４３を装着することによって、作業員は制御室において複数段の複数個の棚に配される溝形状栽培部材で育成する植物の成長の状態を制御することができる。
【０１３７】
このような、植物監視部材３３、保守・整備部材３４、植物育成用部材４３のいずれもが、片持梁方式によって実現される「フィッシュボーン」構造を有する多目的搬送装置３１の横棒３８に配されている。一方、植物を育成するための棚部材を有する植物栽培装置も同様に片持梁方式によって実現される「フィッシュボーン」構造を有するので、２つの「フィッシュボーン」構造が干渉することなく、Ｙ軸方向の相互の位置を変更することが可能となり、両者が本来の機能を発揮する。従来技術によれば、植物を育成するための棚部材を有する植物栽培装置は両持梁方式によって実現されていたので、このような効果を生じさせることはできなかった。
【０１３８】
「その他の実施形態」
【０１３９】
（第２、第３の実施形態における駆動器の変形例）
第２の実施形態、第３の実施形態において回転モータ２１１ａ、回転モータ２１１ｂに替えて回転ハンドルを用いて人力でベルトコンベアを移動させることもできる。
【０１４０】
（第１、第２、第３の実施形態における光照射部の変形例）
図１７は、光照射部の種々の形態を示す図である。図１７（ａ１）はＹ軸方向から見る光照射部、図１７（ａ２）はＺ軸方向の下から上を見る光照射部である。Ｓ６は、市場で販売されている蛍光灯である。図１７（ｂ１）はＹ軸方向から見る光照射部、図１７（ｂ２）はＺ軸方向の下から上を見る光照射部である。Ｓ６は、市場で販売されている蛍光灯である。図１７（ｃ１）はＹ軸方向から見る光照射部、図１７（ｃ２）はＺ軸方向の下から上を見る光照射部である。Ｓ６は、有機ＥＬである。図１７（ｄ１）はＹ軸方向から見る光照射部、図１７（ｄ２）はＺ軸方向の下から上を見る光照射部である。Ｓ６は、市場で販売されているＬＥＤである。
【０１４１】
（第３の実施形態における変形例）
図１８は、第３の実施の形態における横方向移動部材３８に配する部材の変形例である。図１８では、カメラ３３、掃除具３４、風を植物に送風するための送風機４３、横方向移動部材位置検出器４４を板材に取付けて横方向移動部材３８に配している。送風機４３は風を植物に送風することによって自然環境に近い環境を作り出し植物の育成を促進する。送風機は棚部材１３１ａ等に取り付けるようにしてもよい。横方向移動部材位置検出器４４は、植物載置器保持部材に対する横方向移動部材３８のＹ軸方向の位置を検出するものである。横方向移動部材位置検出器４４は、植物載置器保持部材のＸ軸方向の横一列の孔部毎に付与されたアドレスを検出する。養液噴射口４５は、カメラ３３の視野に入った植物に向けて下方に養液を噴射する。掃除具を動作させて掃除をする場合には、養液噴射口４５から水を噴射して汚れを掃除具３４で擦りながら洗い流すようにしてもよい。
【０１４２】
Ｘ軸方向の横一列の孔部毎に付与されたアドレスは、例えば、植物載置器保持部材のＸ軸方向の端部にバーコードで表示され、横方向移動部材位置検出器４４がこのバーコードを読み取るようにしてもよい。また、横方向移動部材位置検出器４４に替えて、多目的搬送装置３１に移動力を与える移動力発生装置に付加したエンコーダからアドレスを読み取る方式を採用してもよい。このエンコーダからの情報と植物載置器保持部材のＹ軸方向の位置とを予め関係づけておき、エンコーダからの情報に基づき横方向移動部材３８の位置を検出することができる。
【０１４３】
植物載置器１６の中の植物が未だ育っていない育成開始時においては、植物の葉によって妨害されることなく、カメラ３３によって植物載置器１６の中を見ることができる。よって、植物載置器１６の中にバーコードのタグを配置すれば、その植物栽培装置１６に植えている植物の属性（種類、育成開始日時、産地等々）をカメラ３３と制御用コンピュータで特定することができる。植物育成中は植物載置器１６を移動させることがないので、植物の属性の情報は収穫時まで利用できる。
【０１４４】
（その他の変形例）
多目的搬送装置３１は、天井から吊る方式（ハンガーレール方式）であっても、床を移動する地上部方式（キャスタ方式、磁気方式）であってもよい。
【０１４５】
（第３の実施形態の植物栽培装置の制御系の実施例）
図１９は、植物栽培装置の制御系を示す図である。図１９に一例として示す植物栽培装置は、第１植物栽培装置から第Ｐ植物栽培装置までのＰ個の植物栽培装置を植物育成室の内部に有し、制御用コンピュータを制御室に有している。そして、制御用コンピュータは外部のサーバ・コンピュータにインターネットで接続できるようになされている。制御用コンピュータは、以下の手順を実行させるためのプログラムを有している。バスライン通信の手順、光照射部制御の手順、監視器制御の手順、掃除機制御の手順、インターネット通信の手順、搬送装置制御の手順、コンベア制御の手順、送風機制御の手順、育成状態評価の手順、ディスプレイ表示の手順、養液供給の手順等である。そして、コンピュータはこれらの手順を実行することによって、バスライン通信部、光照射部制御部、監視器制御部、掃除機制御部、インターネット通信部、搬送装置制御部、コンベア制御部、送風機制御部、育成状態評価部、ディスプレイ表示部、養液供給部等として機能する。
【０１４６】
図１９においては、第１植物栽培装置ないし第Ｐ植物栽培装置のＰ個の植物栽培装置と、制御用コンピュータとはバスラインで接続され情報をやり取りしている。専用のバスラインに替えて、いわゆる、インターネット・オブ・シングズ（Ｉ．Ｏ．Ｔ）方式を採用して直接に、各構成部材と制御用コンピュータとを接続するものであってもよい。
【０１４７】
Ｐ個の植物栽培装置の小さな四角い囲みの内容は、植物栽培装置における機能ないしは植物栽培装置と制御用コンピュータとの間でやり取りする情報である。制御用コンピュータの小さな四角い囲みの内容は、制御用コンピュータにおける処理の概要を示すものである。
【０１４８】
図１９に示す植物栽培装置の制御系においては、制御用コンピュータは、基本動作として以下の処理をおこなう。［１］光照射部を制御して光照射のＯＮ/ＯＦＦおよび光強度の調節。［２］横方向移動部材位置検出器４４からの植物載置器保持部材位置情報に基づき植物載置器保持部材に対する横方向移動部材３８のＹ軸方向の位置を検出する。［３］横方向移動部材３８の位置検出結果に基づき、所望のＹ軸方向の位置へ多目的搬送装置３１を移動させる。［４］１個の植物載置器が視野範囲となるように予め設定されているカメラ３３によって植物の育成状態の画像を検出する。そして、画像をディスプレイ表示する。［５］カメラ３３が適切に画像を捉えないときないはカメラ３３の視野を調整する。
【０１４９】
［６］カメラ３３によって、上述したように育成開始時の植物の葉で遮られない状態において植物載置器１６毎に付加される識別タグに記録されている植物載置器内容情報（どのような植物であるかの属性情報等）を読み出す。読み出した後にＲＡＭに記憶する。［７］植物載置器保持部材としてベルトコンベアを用いる場合にはコンベアの位置が所定の位置となるように回転モータ２１１ａ、回転モータ２１１ｂを制御する（たとえば、図示しない棚部材のセンサで、ベルトコンベアのＸ軸方向の端部のバーコードを読み、回転モータ２１１ａ、回転モータ２１１ｂを制御する）。［８］送風機４３を制御して植物に風を送る。
【０１５０】
［９］制御用コンピュータは、育成状態評価をおこなう。例えば、作業者がディスプレイ表示された画像を見て、植物載置器１６毎（植物毎でもある）の育成状態を判断してその結果に点数を付けて制御用コンピュータに入力する。育成状態が良好な程点数が高く、例えば、１００点満点で９０点以上であれば収穫時期であると決めておき、９０点以上を得た植物載置器１６の存在場所をマップにして作業者に知らせる。あるいは、育成途中において育成状況を知らせ、育ちが悪い植物（チップバーン等）、良い植物の配置場所をマップにして作業者に知らせる。［１０］制御用コンピュータは、その画像データと得点とをインターネットを用いサーバ・コンピュータに送る。［１１］養液噴射口４５からの噴射を調整する電磁バルブを制御してカメラ３３の視野内の植物に養液を噴射する。養液の噴射の時間、噴射量を制御する。養液噴射口４５のノズルを複数個有することによって、養液の種類と混合比を制御することができる。［１２］溝形状栽培部材毎に、養液供給パイプから溝形状栽培部材に流す、養液の種類、養液の混合比、養液の量を制御する。
【０１５１】
［１３］サーバ・コンピュータには複数階層のニューラルネットワークモデルが構成されており、作業者の付けた得点と画像との間の特徴抽出をディープ・ラーニングによって繰り返し学習して、ニューラルネットワークの結合係数の最適化を図り、最終的には、作業者の手を借りずに、サーバ・コンピュータ自らが収穫時期を判断し、作業者に知らせるようになる。
【０１５２】
（第１の実施形態ないし第３の実施形態の植物栽培装置の共通する効果）
第１の実施形態ないし第３の実施形態の植物栽培装置は、いずれも片持梁方式（カンチレバー方式）を採用し棚部材の端点に支柱がないことを共通の特徴とする。従来の棚部材の両端に支柱がある両持梁方式と比べると以下の特別な効果を生じる。（１）従来の棚部材の奥行は６００ｍｍであり、支柱は手前と奥に２本ある（図２１、図２２を参照）。一方、本実施形態で採用する片持梁方式は支柱が１本しかなく安価である上に作業スペースが広くなる。かつ、作業者の作業の妨げとなる障害物である支柱が通路に面する側に存在しないので、安全に作業ができ、その上に奥の植物、高い場所にある植物まで見通すことができ植物の育成状況の把握が容易にできる。（２）長物部材、例えば、植物載置棚を、通路に面した部分から困難なく容易に設置できる。何故なら、通路に面する部分に支柱がないからである。（３）通路に面する側に支柱がないために第３の実施形態に示す多目的移動装置の横棒が容易にＹ軸方向に移動できる。（４）勾配（１/２００程度）が付け易い。（５）片持梁方式では梁（棚部材、横材）が簡単に設置できる。例えば、支柱部材と梁（棚部材）との接合部はボルト締めではなく、支柱部材に配するサヤ管に棚部材、横材を挿入するサヤ管工法を採用することができる。同様に縦方向移動部材３７と梁（横棒、横方向移動部材）との接合部についてもサヤ管工法を採用することができる。一方、棚部材の両端を支柱に固定する従来の両持梁方式ではこの方法は採用できない。（５）片持梁方式では折板を使用することにより、支柱間の間隔を、従来方式の２．４ｍから４ｍまでと長くすることができ、安価となる。
【０１５３】
上述した第１の実施形態の各実施例、第２の実施形態の各実施例、第３の実施形態の各実施例、その他の各実施例に記載の構成部の全部または一部を組み合わせた実施例も実施可能であり、本願の実施形態に含まれる。なお、上述した各実施例に表される構成部の形状が異なっても同一作用を奏する構成部を用いる実施例も本願の実施形態に含まれる。本願発明はこれら実施形態のみならず同一の技術的思想の範囲を含むことはいうまでもない。
【符号の説明】
【０１５４】
１、２、３  植物栽培装置
１０、２０  基本筐体部
１１１〜１１Ｎ、２１１〜２１Ｋ  支柱部材
１６  植物載置器
１７ａ、１７ｂ  光照射部保持部材
２５  コロ
２６、４６  養液供給パイプ
２７  養液排出パイプ
２８  鎹（かすがい）
２９  ワイヤロープ
３１、３１１  多目的搬送装置
３３  植物監視部材（カメラ）
３４  保守・整備部材（掃除具）
３５  回転モータ
３６  歯車
３７、３８  横方向移動部材
４１  可動式反射膜装置
４３  植物育成用部材（送風機）
４４  横方向移動部材位置検出器
４５  養液噴射口
１３１Ｎ、１３１ａ、１３１ｂ、１３２ａ、１３２ｂ、１３３ａ、１３３ｂ、１３４ａ、１３４ｂ、１３５ａ、１３５ｂ、１３６ａ、１３６ｂ、１３７ａ、１３７ｂ、２３１ａ、２３１ｂ、２３２ａ、２３２ｂ、２３３ａ、２３３ｂ、２３４ａ、２３４ｂ、２３５ａ、２３５ｂ、２３６ａ、２３６ｂ  棚部材、
１４１ａ〜１４１ｈ、１４２ａ〜１４２ｈ、１４３ａ〜１４３ｈ、１４４ａ〜１４４ｈ、１４５ａ〜１４５ｈ、１４６ａ〜１４６ｈ、２４１ａ  植物載置棚（溝形状栽培部材）
１５１ａ、１５１ｂ、１５２ａ、１５２ｂ、１５３ａ、１５３ｂ、１５４ａ、１５４ｂ、１５５ａ、１５５ｂ、１５６ａ、１５６ｂ、２５１ａ  植物載置器保持部材（浮遊植物載置器保持部材、ベルトコンベア）
２１１ａ、２１１ｂ  回転モータ
２２１ａ、２２１ｂ  プーリ
２２２ａ、２２２ｂ  プーリ保持部材
１１１１、１１１２、１１１３  棚部材保持部材
Ｓ１ａ〜Ｓ１ｈ、Ｓ２ａ〜Ｓ２ｈ、Ｓ３ａ〜Ｓ３ｈ、Ｓ４ａ〜Ｓ４ｈ、Ｓ５ａ〜Ｓ５ｈ、Ｓ６ａ〜Ｓ６ｈ、Ｓ６  光照射部
【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】
2019165652.tif 000012
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【手続補正書】
【提出日】平成31年4月19日(2019.4.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向に延伸する支柱部材と、
前記支柱部材と直交する方向である横方向に延伸する棚部材と、
前記棚部材に支えられる植物載置棚と、
前記支柱部材および前記棚部材のいずれとも直交する棚部材保持部材と、を備え、
前記支柱部材は、前記棚部材保持部材を保持し、
前記棚部材保持部材は、前記棚部材を保持して、
前記支柱部材は、前記棚部材保持部材を介して前記棚部材を片持梁方式で保持するための支持点の基準となる、
植物栽培装置。
【請求項２】
さらに、多目的搬送装置を備え、
前記多目的搬送装置は、
前記植物載置棚の延伸する方向に移動可能とされる可動支柱部材と、
前記可動支柱部材に片持梁方式で保持されて前記横方向に延伸する横棒と、を具備し、
前記横棒は、
前記上下方向に隣接する前記棚部材の間に挿入可能とされ、
植物監視部材、植物育成用部材、または、保守・整備部材の少なくともいずれかを保持する、
請求項１に記載の植物栽培装置。