(57)【要約】【課題】培養液中に藻類が繁殖することを抑制する。【解決手段】本発明に係る水耕栽培器１が備える培養液タンク２は合成樹脂からなり、且つ、当該培養液タンク２を透過して内部に入射した第１透過光の光強度が、培養液Ｎ中に繁殖する可能性のある藻類の光補償点以下となる遮光性を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方に向けて開口した開口部を有し、培養液を内部に貯留する容器を備え、
前記容器は合成樹脂からなり、且つ、当該容器を透過して内部に入射した第１透過光の光強度が、前記培養液中に繁殖する可能性のある藻類の光補償点以下となる遮光性を有することを特徴とする水耕栽培器。
【請求項２】
前記容器は、遮光性を有する顔料が混錬された合成樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の水耕栽培器。
【請求項３】
前記容器は、表面に遮光性を有する材料が塗布されたもの、または、表面に遮光性を有する材料がメッキ処理されたものであることを特徴とする請求項１または２に記載の水耕栽培器。
【請求項４】
前記第１透過光の光強度は、１０（μmol/ｍ２ｓ）以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の水耕栽培器。
【請求項５】
前記容器に貯留された前記培養液に浮遊した状態で、植物を植え付けるための培地を保持する培地保持部材をさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の水耕栽培器。
【請求項６】
前記培地保持部材は、発泡性の合成樹脂からなり、且つ、当該培地保持部材を透過して前記培養液側に達した第２透過光の光強度が、前記培養液中に繁殖する可能性のある藻類の光補償点以下となる遮光性を有することを特徴とする請求項５に記載の水耕栽培器。
【請求項７】
前記容器に向けて、上方から光を照射する光源が取り付けられた光源取付板と、
前記光源取付板を任意の高さに支持する支柱とをさらに備え、
前記支柱は、前記容器の底部に突設されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の水耕栽培器。
【請求項８】
前記支柱は、前記底部の中央部分に突設されていることを特徴とする請求項７に記載の水耕栽培器。
【請求項９】
前記容器および前記光源取付板は、それぞれ前記支柱の端部と嵌合可能な支柱嵌合部を有していることを特徴とする請求項７または８に記載の水耕栽培器。
【請求項１０】
前記支柱は、断面形状が円形であり、
前記支柱嵌合部には、前記支柱の端部に係合して当該支柱の回転を防止する係合部が設けられていることを特徴とする請求項９に記載の水耕栽培器。
【請求項１１】
前記支柱は、断面形状が楕円形または多角形であることを特徴とする請求項９に記載の水耕栽培器。
【請求項１２】
複数の前記支柱を備え、
複数の前記支柱は、前記底部の中央部分に対して対称性を有する位置にそれぞれ突設されていることを特徴とする請求項７に記載の水耕栽培器。
【請求項１３】
前記支柱は、伸縮可能であることを特徴とする請求項７から１２のいずれか１項に記載の水耕栽培器。
【請求項１４】
前記光源取付板は天板であり、
分解時において、前記支柱は、前記容器と、当該容器の前記開口部を塞ぐように配設された前記天板とで仕切られた空間内に収納可能であることを特徴とする請求項７から１３のいずれか１項に記載の水耕栽培器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土壌を使わずに培養液で植物を栽培する水耕栽培器に関するものであり、より詳細には、合成樹脂からなる栽培容器を備えた水耕栽培器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の水耕栽培器として、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。この水耕栽培器では、栽培容器の上部に黒色不織布が設けられており、この黒色不織布によって栽培容器の上方から照射される日光を吸収することで、栽培容器内部の植物根に光が照射されることによる植物の損傷を抑制している。
【０００３】
また、特許文献２に開示された水耕栽培器では、栽培容器の上部に通気性及び透水性を有する遮光板が設けられており、この遮光板によって栽培容器の上方から照射される光を遮光することで栽培容器内部への光の入射を低減している。
【０００４】
また、特許文献３には、人工光源を利用した水耕栽培器が開示されている。特許文献３に開示された水耕栽培器では、遮光性を有する蓋が栽培容器に設けられ、この遮光性を有する蓋によって栽培容器の上方から照射される光を遮光することで栽培容器内部への光の入射を低減している。
【０００５】
さらに、このような水耕栽培器に関連して、特許文献４および５には、植物栽培に利用される人工光源を備えた照明装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−０９５１４３号公報（２００５年０４月１４日公開）
【特許文献２】特開２００６−１５８３８３号公報（２００６年０６月２２日公開）
【特許文献３】米国特許出願公開２００６／０１７９７１１号明細書（２００６年０８月１７日公開）
【特許文献４】特開２００２−２８１８３０号公報（２００２年１０月０２日公開）
【特許文献５】特開２００７−１６６９９８号公報（２００７年０７月０５日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、合成樹脂からなる栽培容器を用いた場合、合成樹脂は軽量で加工が容易であるという利点がある反面、一般的に透光性を有しているため、栽培容器を透過した光が内部に導光され得る。そのため、たとえ栽培容器の上部開口部から入射する光を十分に遮光したとしても、栽培容器自体を透過した光により、培養液中に藻類が繁殖する可能性がある。このような藻類が繁殖した場合、藻類の育成過程において酸素が吸収されるため、植物根への酸素の供給が滞り植物の成長が阻害され、最悪の場合、植物が壊死することもある。
【０００８】
このように、合成樹脂からなる栽培容器を用いた場合、藻類の繁殖を抑制するためには、栽培容器の上部開口部から入射する光の遮光のみならず、栽培容器自体を透過する光を遮光する必要があることを本願発明者らは見出した。
【０００９】
しかしながら、特許文献１〜３では、栽培容器の上部開口部から入射する光を遮光することについてのみ考慮されており、栽培容器を透過する光を遮光することについて何ら言及されていない。
【００１０】
また、特許文献４および５では、栽培容器として市販品のものを用いることを前提としており、同様に、栽培容器を透過する光を遮光することについて何ら言及されていない。
【００１１】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、合成樹脂からなる容器を用いた場合であっても、容器を透過した光によって培養液中に藻類が繁殖することを抑制可能な水耕栽培器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る水耕栽培器は、上記の課題を解決するために、上方に向けて開口した開口部を有し、培養液を内部に貯留する容器を備え、前記容器は合成樹脂からなり、且つ、当該容器を透過して内部に入射した第１透過光の光強度が、前記培養液中に繁殖する可能性のある藻類の光補償点以下となる遮光性を有することを特徴とする。
【００１３】
上記の構成では、容器は合成樹脂からなり、且つ、当該容器を透過して内部に入射した第１透過光の光強度が、培養液中に繁殖する可能性のある藻類の光補償点以下となる遮光性を有している。
【００１４】
ここで、本発明における「第１透過光」とは、通常の使用態様において本発明に係る水耕栽培器が設置される環境下で、容器に照射されることが想定される最大の光強度を有する太陽光等の自然光、および室内照明光、光源光等の人工光であって、容器を透過して内部（培養液側）に入射したものをいう。
【００１５】
このように、容器を透過した透過光の光強度が培養液中に繁殖する可能性のある藻類の光補償点以下とすることにより、培養液中に藻類が繁殖することを抑制することができる。さらに、植物の根に有害な光の入射量を低減することができるので、植物の栽培環境を適切に維持することができる。
【００１６】
従って、上記の構成によれば、合成樹脂からなる容器を用いた場合であっても、容器を透過した光によって培養液中に藻類が繁殖することを抑制可能な水耕栽培器を実現することができる。
【００１７】
また、本発明に係る水耕栽培器では、前記容器は、遮光性を有する顔料が混錬された合成樹脂からなることが好ましい。
【００１８】
上記の構成によれば、合成樹脂に混錬する遮光性を有する顔料の割合を変更することで、所望の遮光性を有する容器を得ることができる。
【００１９】
また、本発明に係る水耕栽培器では、前記容器は、表面に遮光性を有する材料が塗布されたもの、または、表面に遮光性を有する材料がメッキ処理されたものであることが好ましい。
【００２０】
上記の構成によれば、容器の表面に塗布する遮光性を有する材料の含有率、または容器の表面にメッキ処理する遮光性を有する材料の含有率を変更することで、所望の遮光性を有する容器を得ることができる。
【００２１】
また、本発明に係る水耕栽培器では、前記第１透過光の光強度は、１０（μmol/ｍ２ｓ）以下であることが好ましい。
【００２２】
一般的に、培養液中に繁殖する可能性のある藻類の光補償点は、凡そ１０（μmol/ｍ２ｓ）であることが知られている。そのため、第１透過光の光強度を１０（μmol/ｍ２ｓ）以下とすることで、第１透過光によって培養液中に藻類が繁殖することを抑制することが可能となる。
【００２３】
また、本発明に係る水耕栽培器では、前記容器に貯留された前記培養液に浮遊した状態で、植物を植え付けるための培地を保持する培地保持部材をさらに備えることが好ましい。
【００２４】
上記の構成では、培地保持部材は、培養液に浮遊した状態で、植物を植え付けるための培地を保持するため、培養液の量が減少して、容器中の培養液の液面位置が低下した場合であっても、植物と培養液の液面との間隔を一定に保つことができる。
【００２５】
従って、上記の構成によれば、培養液の液面位置の低下によって、植物の根による培養液の吸い上げ量が減少することを抑えることができる。
【００２６】
また、本発明に係る水耕栽培器では、本発明に係る水耕栽培器では、前記培地保持部材は、発泡性の合成樹脂からなり、且つ、当該培地保持部材を透過して前記培養液側に達した第２透過光の光強度が、前記培養液中に繁殖する可能性のある藻類の光補償点以下となる遮光性を有することが好ましい。
【００２７】
上記の構成では、培地保持部材は、発泡性の合成樹脂からなり、且つ、当該培地保持部材を透過して培養液側に達した第２透過光の光強度が、培養液中に繁殖する可能性のある藻類の光補償点以下となる遮光性を有している。
【００２８】
ここで、本発明における「第２透過光」とは、通常の使用態様において本発明に係る水耕栽培器が設置される環境下で、培地保持部材に照射されることが想定される最大の光強度を有する太陽光等の自然光、および室内照明光、光源光等の人工光であって、培地保持部材を透過して培養液側に達したものをいう。
【００２９】
従って、上記の構成によれば、容器の開口部側から入射した光によって培養液中に藻類が繁殖することを抑制することができる。
【００３０】
また、本発明に係る水耕栽培器では、前記容器に向けて、上方から光を照射する光源が取り付けられた光源取付板と、前記光源取付板を任意の高さに支持する支柱とをさらに備え、前記支柱は、前記容器の底部に突設されていることが好ましい。
【００３１】
例えば、特許文献３〜５に開示された従来の水耕栽培器では、容器の外部に光源を支持する支柱が突設されているため、水耕栽培器の設置の自由度に制約があった。
【００３２】
上記の構成によれば、支柱は、容器の底部に突設されているため、水耕栽培器を小型化することができると共に、水耕栽培器の設置の自由度を向上させることができる。
【００３３】
また、本発明に係る水耕栽培器では、前記支柱は、前記底部の中央部分に突設されていることが好ましい。
【００３４】
上記の構成によれば、支柱は、底部の中央部分に突設されているため、従来の水耕栽培器のように、植物を観賞または収穫等する際に支柱が視界または作業の妨げとなることを回避することができる。
【００３５】
また、本発明に係る水耕栽培器では、前記容器および前記光源取付板は、それぞれ前記支柱の端部と嵌合可能な支柱嵌合部を有していることが好ましい。
【００３６】
上記の構成によれば、容器は支柱の下端部と嵌合し、光源取付板は支柱の上端と嵌合することで、それぞれが固定されているため、水耕栽培器の組立ておよび分解を容易に行うことができる。
【００３７】
また、本発明に係る水耕栽培器では、前記支柱は、断面形状が円形であり、前記支柱嵌合部には、前記支柱の端部に係合して当該支柱の回転を防止する係合部が設けられていることが好ましい。
【００３８】
上記の構成では、支柱嵌合部には、断面形状が円形である支柱の端部に係合して当該支柱の回転を防止する係合部が設けられているため、支柱の回転等によって、容器に対する光源取付板の相対的な位置がずれることを抑制することができる。
【００３９】
従って、上記の構成によれば、光源取付板に取り付けられた光源からの光を、植物に対して適切に照射することができる。
【００４０】
また、本発明に係る水耕栽培器では、前記支柱は、断面形状が楕円形または多角形であることが好ましい。
【００４１】
上記の構成によれば、支柱は、断面形状が楕円形または多角形であるため、支柱嵌合部に係合部を設けることなく、支柱の回転等を防止して、容器に対する光源取付板の相対的な位置がずれることを抑制することができる。
【００４２】
また、本発明に係る水耕栽培器では、複数の前記支柱を備え、複数の前記支柱は、前記底部の中央部分に対して対称性を有する位置にそれぞれ突設されていることが好ましい。
【００４３】
上記の構成によれば、複数の支柱は、底部の中央部分に対して対称性を有する位置にそれぞれ突設されているため、容器に対する光源取付板の相対的な位置がずれることを抑制することができると共に、光源取付板を安定的に支持することができる。
【００４４】
また、本発明に係る水耕栽培器では、前記支柱は、伸縮可能であることが好ましい。
【００４５】
上記の構成によれば、支柱は、伸縮可能であるため、光源取付板の高さを調整することができる。
【００４６】
従って、上記の構成によれば、植物の品種や育成段階等に応じて、植物と光源との距離を最適化することができる。
【００４７】
また、本発明に係る水耕栽培器では、前記光源取付板は天板であり、分解時において、前記支柱は、前記容器と、当該容器の前記開口部を塞ぐように配設された前記天板とで仕切られた空間内に収納可能であることが好ましい。
【００４８】
上記の構成によれば、分解時において、支柱は、容器と、容器の開口部を塞ぐように配設された天板とで仕切られた空間内に収納可能であるため、輸送時等における水耕栽培器の体積を小さくして、利便性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００４９】
以上のように、本発明に係る水耕栽培器は、上方に向けて開口した開口部を有し、培養液を内部に貯留する容器を備え、前記容器は合成樹脂からなり、且つ、当該容器を透過して内部に入射した第１透過光の光強度が、前記培養液中に繁殖する可能性のある藻類の光補償点以下となる遮光性を有するものである。
【００５０】
それゆえ、本発明によれば、合成樹脂からなる容器を用いた場合であっても、容器を透過した光によって培養液中に藻類が繁殖することを抑制可能な水耕栽培器を実現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】図１（ａ）は、実施形態に係る水耕栽培器の外観を示す斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ｂ）は図１（ａ）に示される水耕栽培器の概略構成を示す断面図である。
【図２】図２は、図１（ｂ）に示されるフロートに植物を載置した状態を示す断面図である。
【図３】図３は、図２に示される培地の概略構成を示す斜視図である。
【図４】図４（ａ）は、図１（ｂ）に示されるタンク側支柱嵌合部を示す断面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示されるタンク側支柱嵌合部の上面図である。
【図５】図５（ａ）は、図１（ｂ）に示される支柱の下端部を示す下面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示される支柱の下端部の側面図である。
【図６】６（ａ）は、図１（ｂ）に示されるフード側支柱嵌合部を示す断面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示されるフード側支柱嵌合部の下面図である。
【図７】図７（ａ）は、ｌ図１（ｂ）に示される支柱の上端部を示す上面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）に示される支柱の上端部の側面図である。
【図８】図８（ａ）は、赤色光の光強度（光量子束密度：μmol/ｍ２ｓ）と二酸化炭素（ＣＯ２）の炭酸同化速度（μmolＣＯ２/ｍ２ｓ）との関係を示すグラフであり、図８（ｂ）は、図８（ａ）に示される点線部分の拡大図である。
【図９】図９（ａ）は、図１（ａ）および図１（ｂ）に示される水耕栽培器を用いて植物を栽培する状態を示す正面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）に示される水耕栽培器１の背面図である。
【図１０】図１０は、図１（ａ）および図１（ｂ）に示される培養液タンクに、取り外した支柱を載置した上面図である。
【図１１】図１１は、図１０に示される培養液タンクにフードを被せた水耕栽培器の搬送時の状態を示す正面図である。
【図１２】。図１２は、図１（ａ）および図１（ｂ）に示される支柱の変形例を示す斜視図である。
【図１３】図１３は、支柱の他の変形例を示す斜視図である。
【図１４】図１４は、図１（ａ）および図１（ｂ）に示される培養液タンクの変形例を示す断面図である。
【図１５】図１５は、図１４に示される培養液タンクの開口部に遮光板を設けた状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
本発明に係る水耕栽培器の実施の一形態について、図１〜図１５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。本実施形態では、培地に植え付けられた植物の上方から人工光を照射することで、植物の水耕栽培を行う水耕栽培器１を例に挙げて説明する。
【００５３】
なお、以下の説明では、同一部材および構成要素には同一の符号を付し、それらの名称および機能は同一であるものとする。
【００５４】
〔水耕栽培器１の構成〕
まず、図１〜図７を参照して、本実施形態に係る水耕栽培器１の構成について説明する。
【００５５】
図１（ａ）は本実施形態に係る水耕栽培器１の外観を示す斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ｂ）は図１（ａ）に示される水耕栽培器１の概略構成を示す断面図であり、図２は図１（ｂ）に示されるフロートに植物を載置した状態を示す断面図である。
【００５６】
図１および図２に示されるように、水耕栽培器１は、培養液Ｎを貯留するための培養液タンク（容器）２と、植物Ｐを植え付けるための培地３と、培地３を支持するためのフロート（培地保持部材）４と、培養液Ｎを培地３に供給するための毛細管給水体５と、光源８が取り付けられたフード（光源取付板）６と、培養液タンク２に突設された支柱７とを備えている。
【００５７】
ここで、図１（ｂ）に示される外部光Ｉは、通常の使用態様において水耕栽培器１が設置される環境下で、水耕栽培器１に照射される太陽光等の自然光、および室内照明光等の人工光であって、想定される最大の光強度を有する光を示す。以下、水耕栽培器１が備える各部の構成について、順次説明する。
【００５８】
（培養液タンク２）
培養液タンク２は、上方に開口した開口部２４を有する筐体部材である。培養液タンク２は、底部２１と側壁部２２とを含んでおり、その内部に培養液Ｎを貯留する。また、培養液タンク２の底部２１の中央部分には、凸状（本実施形態では円柱状）に隆起したタンク側支柱嵌合部２３が形成されている。このタンク側支柱嵌合部２３の外周面が、支柱７の下端部７１の内周面と嵌合することで、培養液タンク２の底部２１に支柱７が突設される。
【００５９】
この培養液タンク２は合成樹脂から構成されており、所定の遮光性を有している。なお、培養液タンク２の遮光性および構成の詳細については後述する。
【００６０】
（培地３）
図３は、図２に示される培地３の概略構成を示す斜視図である。図３に示されるように、培地３は、上面３ａから下面３ｂにわたって切目Ｓが貫通形成された立方体形状の部材である。この培地３は、吸水性および弾力性を有する発泡ウレタン等の材料からなるスポンジやロックウール等で構成される。
【００６１】
切目Ｓは、植物Ｐおよび毛細管給水体５を挿入できる幅に形成されており、培地３は、切目Ｓの内面で植物Ｐおよび毛細管給水体５を狭持する。例えば、培地３は、当該培地３が有する弾性力、または切目Ｓの内面と、植物Ｐおよび毛細管給水体５との摩擦力等を利用して、切目Ｓの内面で植物Ｐおよび毛細管給水体５を狭持する。
【００６２】
（フロート４）
フロート４は、培養液Ｎの上方に培地３を支持する、培養液Ｎに浮遊可能な板状部材である。フロート４は、その中央部分を支柱７が貫通しており、貫通した支柱７の周囲に培地３を載置するための複数の植込穴４ａが貫通形成されている。植込穴４ａは、育成する植物Ｐの品種などに応じて所定の間隔で形成されており、その内周面に培地３を載置するための載置部４ｂが形成されている。
【００６３】
載置部４ｂは、下方に向かってテーパーした傾斜面を有しており、この傾斜面で培地３の下面３ｂの外縁（角）部分を支持する。このような載置部４ｂを有することにより、異なるサイズ、形状の培地３をフロート４に載置することができる。
【００６４】
フロート４は、培地３の下面３ｂと培養液Ｎの液面との間に空隙Ａ（図中の破線部）が設けられるように、培養液Ｎの上方に培地３を載置する。これにより、培地３が培養液Ｎに浸水することを防止することができる。また、空隙Ａを設けることにより、植物Ｐの根が空気に曝されることになるので、別途、酸素を供給することなく植物Ｐの根に酸素を常時供給することができると共に、最適な湿潤状態を維持することができる。
【００６５】
なお、植物Ｐが成長した際、植物Ｐの根が空気に曝される空間を十分に確保するために、空隙Ａは、可能な限り拡げて設けることが好ましい。特に、空隙Ａのうち、フロート４の載置部４ｂの下方に設けられる空間は、培地３の大きさに関わらず常に一定であるため、この空間を、垂直方向および水平方向に拡げて設けることが好ましい。これにより、空気に曝される植物Ｐの根の表面積が増加するため、根に対する酸素の供給効率を向上させることができる。
【００６６】
このフロート４は、培地３を載置した状態で培養液Ｎに浮遊可能な程度に比重が小さく、且つ、吸水性を有しない発泡スチロールなどの軽量な成型体や内部に空洞を有する合成樹脂の成型体から構成される。培養液Ｎに浮遊可能なフロート４を用いることにより、培養液Ｎの量が減少して、培養液Ｎの液面位置が低下した場合であっても、培地３の下面３ｂと培養液Ｎの液面との間隔を一定に保つことができる。
【００６７】
さらに、このフロート４は、所定の遮光性を有していることが好ましい。具体的には、培養液タンク２の開口部２４側から照射され、フロート４を透過してフロート４の浸水部４ｃまで達した光源光Ｌおよび外部光Ｉの透過光（第２透過光）の光強度が、培養液Ｎ中に繁殖する可能性のある藻類の光補償点Ｃ（図８（ａ）および図８（ｂ）を参照）以下となる遮光性を有することが好ましい。これにより、後述のように、培養液Ｎ中における藻類の繁殖を抑制して、藻類による植物Ｐの成長が阻害を防止することができる。
【００６８】
このよう遮光性を有するフロート４は、遮光性を有する顔料等が混錬された発泡性の合成樹脂でフロート４を構成するか、或いは、成型された発泡性の合成樹脂の表面に遮光性を有する材料を塗布することで得ることができる。また、遮光性を有する顔料等が混錬された発泡性の合成樹脂の表面に、遮光性を有する材料をさらに塗布しても良い。
【００６９】
なお、発泡合成樹脂に混錬する顔料等の割合、または発泡合成樹脂の表面に塗布する遮光性を有する材料の含有率を変更することでフロート４の遮光性を調整することができる。
【００７０】
なお、フロート４の上面側は、反射フィルムなどが張り付けられることによって、光を反射させる反射面として作用することが好ましい。これにより、外部から照射された光を植物Ｐに向けて反射することができるので、植物Ｐの受光量を向上させることができる。この反射フィルムは、例えば、フィルム材に金属を蒸着させたものを用いることができる。
【００７１】
（毛細管給水体５）
毛細管給水体５は、矩形のシート部材であり、毛細管現象により培養液Ｎを吸い上げて培地３に供給するものである。毛細管給水体５は、上端が培地３に形成された切目Ｓに挿入された状態で培地３に垂下され、下端が培養液Ｎに浸水するように設けられる。この毛細管給水体５は、毛細管現象による液体の吸い上げ機能を有する不織布や導水紐などから構成される。
【００７２】
そのため、培養液タンク２に貯留された培養液Ｎを、毛細管給水体５の毛細管現象により吸い上げて、安定的、且つ、効率的に培地３の切目Ｓに植え付けられた植物Ｐに供給することができる。
【００７３】
このように、培地３に貫通形成された１つの切目Ｓに植物Ｐと毛細管給水体５とを配置することにより、植物Ｐの根を毛細管給水体５に沿って適切に伸長させることができる。すなわち、根は、水分がより多く存在する方向へ向けて伸長するため、培養液Ｎの方向へと導いて、培養液Ｎ中に植物Ｐの根を張らせることができる。
【００７４】
（フード６）
フード６は、培地３に植え付けられた植物Ｐに対して上方から光を照射する複数の光源８が取り付けられた天板である。フード６の下側（培養液タンク２と対向する側）の中央部分には、支柱７の上端部７２を挿入可能な凹状のフード側支柱嵌合部６１が形成されている。このフード側支柱嵌合部６１の内周面が、支柱７の上端部７２の外周面と嵌合することで、支柱７の上端部７２にフード６が取り付けられる。このように、フード６の中央部分を支柱７によって支持することによって、光源光Ｌに対する支柱７の光学的干渉を受けることなく、より均等な配光で植物Ｐに光源光Ｌを照射することができる。
【００７５】
このフード６に取り付けられた複数の光源８は、培地３に植え付けられた植物Ｐに対して、上方から光を照射するものであり、光源８から出射される光は、植物Ｐの育成または植物Ｐの観賞用に利用される。
【００７６】
ここで、植物Ｐは、細胞の中にクロロフィル（光合成色素）を有しているが、このクロロフィルの吸収スペクトルは、４００ｎｍ〜５００ｎｍの可視光青色と、６００ｎｍ〜７００ｎｍの可視光赤色である。すなわち、植物Ｐの光合成には、青色光と赤色光とが重要な役割を果たす。
【００７７】
そのため、植物Ｐの育成のためには、光源８は、少なくとも青色光（特に４４０ｎｍ付近）と赤色光（特に６６０ｎｍ付近）とに波長のピークを有する光源光Ｌを照射するものであることが好ましい。
【００７８】
また、光源光Ｌを観賞用に利用する場合には演色性を高める必要があるので、上述した青色光（特に４４０ｎｍ付近）および赤色光（特に６６０ｎｍ付近）に加えて、緑色光（特に５５０ｎｍ付近）を光源光Ｌに含めることが好ましい。
【００７９】
この光源８としては、ＬＥＤ（発光ダイオード：Light Emitting Diode）、蛍光灯等を用いることができるが、長寿命で発熱量が比較的少ないＬＥＤを用いることが好ましい。ＬＥＤは蛍光灯等の他の光源に比べて、光強度に対しての発光効率が高く、消費電力が少なくて済むため、一般家庭で水耕栽培器１を使用する場合、光源８としてＬＥＤを用いることが特に好ましい。
【００８０】
また、植物Ｐと光源８との間には、透明カバー９を設けることが好ましい。これにより、成長した植物Ｐが光源８に接触して、光源８から発せられる熱および光によって植物Ｐが損傷することを防止することができる。
【００８１】
このように、水耕栽培器１は光源８を備えているため、光源光Ｌを利用した植物Ｐの栽培が可能である。そのため、水耕栽培器１によれば、屋内等の自然光が照射され難い場所であっても植物Ｐを育成することができる。また、自然光と光源光Ｌとを併用することにより、植物Ｐの育成速度を速めることができる。
【００８２】
（支柱７）
支柱７は、フード６を培地３から所定の高さに支持する円筒部材である。具体的には、支柱７の下端部７１が培養液タンク２の底部２１に設けられたタンク側支柱嵌合部２３と嵌合することで、支柱７が培養液タンク２の底部２１に突設され、突設された支柱７の上端部７２がフード６に設けられたフード側支柱嵌合部６１と嵌合することで、培養液タンク２の上方にフード６が略水平に支持される。
【００８３】
ここで、培養液タンク２とフード６との相対的な位置関係を一定に保つために、培養液タンク２と支柱７の嵌合部分、およびフード６と支柱７との嵌合部分のそれぞれには、各嵌合部分における回転を防止するための回転防止機構が設けられている。
【００８４】
図４（ａ）は図１（ｂ）に示されるタンク側支柱嵌合部２３を示す断面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）に示されるタンク側支柱嵌合部２３の上面図であり、図５（ａ）は図１（ｂ）に示される支柱７の下端部７１を示す下面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）に示される支柱７の下端部７１の側面図である。
【００８５】
図４（ａ）および図４（ｂ）に示されるように、円柱状のタンク側支柱嵌合部２３の外周面に１組の突起部２３ａが設けられている。また、図５（ａ）および図５（ｂ）に示されるように、円筒状の支柱７の下端部７１には、１組の突起部２３ａに係合可能な１組の切込部７１ａが形成されている。そのため、タンク側支柱嵌合部２３の外周面に、支柱７の下端部７１の内周面を嵌合させた際、突起部２３ａと切込部７１ａとを係合させることによって、培養液タンク２に突設された支柱７の回転を防止することができる。
【００８６】
図６（ａ）は図１（ｂ）に示されるフード側支柱嵌合部６１を示す断面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）に示されるフード側支柱嵌合部６１の下面図であり、図７（ａ）は図１（ｂ）に示される支柱７の上端部７２を示す上面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）に示される支柱７の上端部７２の側面図である。
【００８７】
図６（ａ）および図６（ｂ）に示されるように、円筒状の支柱７の上端部７２が挿入されるフード側支柱嵌合部６１の内周面に１組の突起部６１ａが設けられている。また、図７（ａ）および図７（ｂ）に示されるように、支柱７の上端部７２には、１組の突起部６１ａに係合可能な１組の切込部７２ａが形成されている。そのため、フード側支柱嵌合部６１の内周面に、支柱７の上端部７２の外周面を嵌合させた際、突起部６１ａと切込部７２ａとを係合させることによって、支柱７の上端部７２に取り付けられたフード６の回転を防止することができる。
【００８８】
このように、培養液タンク２と支柱７の嵌合部分、およびフード６と支柱７の嵌合部分における回転を防止することで、培養液タンク２とフード６との相対的な位置関係を一定に保つことができる。
【００８９】
なお、支柱７は伸縮可能であることが好ましい。これにより、フード６の高さを調整することができるため、植物Ｐの品種や育成段階等に応じて、植物Ｐと光源８との距離を最適化することが可能となる。
【００９０】
〔培養液タンク２の詳細〕
次に、図８を参照して、培養液タンク２の遮光性および構成の詳細について説明する。上述のとおり、培養液タンク２は合成樹脂から構成されているが、一般的に合成樹脂は透光性を有しているため、培養液タンク２の側壁部２２等を透過した外部光Ｉ等が内部に導光され得る。そのため、たとえ培養液タンク２の開口部２４から入射する光を十分に遮光したとしても、培養液タンク２自体を透過した光により、培養液Ｎ中に藻類が繁殖する場合がある。このような藻類が繁殖した場合、藻類の育成過程において酸素が吸収されるため、植物Ｐの根への酸素の供給が滞り植物Ｐの成長が阻害され、最悪の場合、植物Ｐが壊死する可能性もある。
【００９１】
そのため、合成樹脂からなる培養液タンク２を用いた場合、藻類の繁殖を抑制するためには、培養液タンク２の開口部２４から入射する光の遮光のみならず、培養液タンク２自体を透過する光を遮光する必要がある。
【００９２】
図８（ａ）は赤色光の光強度（光量子束密度：μmol/ｍ２ｓ）と二酸化炭素（ＣＯ２）の炭酸同化速度（μmolＣＯ２/ｍ２ｓ）との関係を示すグラフであり、図８（ｂ）は図８（ａ）に示される点線部分の拡大図である。図８（ａ）および図８（ｂ）では、横軸が赤色光の光強度（光量子束密度：μmol/ｍ２ｓ）を示し、縦軸が二酸化炭素の炭酸同化速度（μmolＣＯ２/ｍ２ｓ）を示している。なお、これらのグラフは、Plant Cell.2005 April;17(4):1120-1127からの引用である。
【００９３】
図８（ａ）および図８（ｂ）に示されるように、弱光下では炭酸同化速度は低く、強光下では炭酸同化速度は高くなる。ここで、図中の縦軸の値が０となる光補償点Ｃは、植物Ｐが呼吸により発生する二酸化炭素（ＣＯ２）と、植物Ｐが光合成により消費する二酸化炭素（ＣＯ２）が釣り合うときの光強度として定義することができる。光補償点Ｃは藻類等の酸素発生型光合成を行う生物では、光強度を光量子束密度として表すと凡そ１０（μmol/ｍ２ｓ）であり、この光補償点Ｃ以下となる弱光下では藻類等の繁殖は抑制される。
【００９４】
そこで、水耕栽培器１では、培養液タンク２は、当該培養液タンク２を透過して内部に入射した光源光Ｌおよび外部光Ｉの透過光（第１透過光）の光強度が、培養液Ｎ中に繁殖する可能性のある藻類の光補償点Ｃ以下となる遮光性を有している。このように、培養液タンク２を透過した外部光Ｉの光強度が培養液Ｎ中に繁殖する可能性のある藻類の光補償点Ｃ以下（例えば、１０（μmol/ｍ２ｓ）以下、より好ましくは５（μmol/ｍ２ｓ）以下）とすることにより、培養液タンク２を透過した光によって、培養液Ｎ中に藻類が繁殖することを抑制することができる。
【００９５】
このよう遮光性を有する培養液タンク２は、遮光性を有する顔料等が混錬された合成樹脂で培養液タンク２を構成することで得ることができる。或いは、成型された合成樹脂の表面に遮光性を有する材料を塗布する、または成型された合成樹脂の表面に遮光性を有する材料をメッキ処理することで得ることができる。また、遮光性を有する顔料等が混錬された合成樹脂の表面に、遮光性を有する材料を塗布またはメッキ処理しても良い。
【００９６】
なお、合成樹脂に混錬する顔料の割合、または発泡合成樹脂の表面に塗布またはメッキ処理する遮光性を有する材料の含有率を変更することで培養液タンク２の遮光性を調整することができる。
【００９７】
〔水耕栽培器１の実施例〕
次に、図９〜図１０を参照して、水耕栽培器１の実施例について説明する。図９（ａ）は図１（ａ）および図１（ｂ）に示される水耕栽培器１を用いて植物Ｐを栽培する状態を示す正面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）に示される水耕栽培器１の背面図である。
【００９８】
図９（ａ）および図９（ｂ）に示されるように、水耕栽培器１では、フード６を支持する支柱７が培養液タンク２の底部２１に突設されているため、従来のように、培養液タンク２の外部に支柱が突設された構成に比べて、水耕栽培器１を小型化することができると共に、水耕栽培器１の設置の自由度を向上させることができる。
【００９９】
また、支柱７が培養液タンク２の底部２１の中央部分に突設されているため、植物Ｐを観賞または収穫等する際にも、支柱７が視界または作業の妨げとなることを回避することができる。
【０１００】
なお、フード６には光源８に電力を供給するための電源ケーブル（図示せず）が接続されており、さらに、電力の供給のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるスイッチ６２、および電力の供給状態を示すランプ６３が設けられている。
【０１０１】
図１０は、図１（ａ）および図１（ｂ）に示される培養液タンク２に取り外した支柱７を載置した上面図であり、図１１は、図１０に示される培養液タンク２にフード６を被せた水耕栽培器１の搬送時の状態を示す正面図である。
【０１０２】
図１０および図１１に示されるように、分解時において、支柱７は、培養液タンク２と、当該培養液タンク２の開口部２４を塞ぐように配設されたフード６とで仕切られた空間内に収納可能であることが好ましい。これにより、輸送時等における水耕栽培器１の体積を小さくして、利便性を向上させることができる。
【０１０３】
なお、主要構造体を合成樹脂で形成することにより、軽量であり可搬性に優れた水耕栽培器１を実現することができる。
【０１０４】
〔支柱７の変形例〕
次に、図１２および図１３を参照して、支柱７の変形例について説明する。上述の実施形態では、断面形状が円形の支柱７を用いた構成について説明したが、支柱７の形状は特に限定されない。
【０１０５】
図１２は、図１（ａ）および図１（ｂ）に示される支柱７の変形例を示す斜視図であり、図１３は、支柱７の他の変形例を示す斜視図である。
【０１０６】
図１２示される支柱７ａのように、断面形状は楕円形であっても良く、或いは、図１３に示される支柱７ｂのように、断面形状は多角形であっても良い。この場合、タンク側支柱嵌合部２３およびフード側支柱嵌合部６１を、支柱７ａ・支柱７ｂに嵌合可能な形状とすることで、培養液タンク２に対するフード６の相対的な位置がずれることを抑制することができる。
【０１０７】
なお、複数の支柱７が、培養液タンク２の底部２１の中央部分に対して対称性を有する位置にそれぞれ突設されてもよい。これにより、培養液タンク２に対するフード６の相対的な位置がずれることを抑制することができると共に、フード６を安定的に支持することができる。
【０１０８】
〔培養液タンク２の変形例〕
次に、図１４および図１５を参照して、培養液タンク２の変形例について説明する。上述の実施形態では、凸状に隆起したタンク側支柱嵌合部２３の外周面に、支柱７の下端部７１の内周面を嵌合させる構成について説明したが、本発明はこれに限定されない。
【０１０９】
図１４は、図１（ａ）および図１（ｂ）に示される培養液タンク２の変形例を示す断面図である。図１４に示される培養液タンク２ａのように、底部２１の中央部分に、円筒状の支柱７の下端部７１を挿入可能な凹状のタンク側支柱嵌合部２３が形成され、このタンク側支柱嵌合部２３の内周に、支柱７の下端部７１の外周面を嵌合させても良い。
【０１１０】
この場合、タンク側支柱嵌合部２３の上端は、培養液Ｎの液面レベルを問わずフロート４よりも上方に位置し、且つ、培養液タンク２の側壁部２２の上端と略同一の高さであることが好ましい。これにより、光源光Ｌおよび外部光Ｉが支柱７の内部を伝搬して、タンク側支柱嵌合部２３を透過した透過光の光強度を、培養液Ｎ中で繁殖する可能性のある藻類の光補償点Ｃ以下まで低下させることができる。
【０１１１】
図１５は、図１４に示される培養液タンク２ａの開口部２４に遮光板１０を設けた状態を示す断面図である。図１５に示されように培養液タンク２ａの開口部２４に遮光板１０を設けても良い。
【０１１２】
遮光板１０は、培養液タンク２の開口部２４を覆う板状部材である。この遮光板１０は、例えば、アルミニウムなどの軽量、且つ、遮光性を有する材料から構成される。
【０１１３】
遮光板１０には、フロート４の植込穴４ａと対向する位置に貫通孔１０ａが形成されている。この貫通孔１０ａは、フロート４の植込穴４ａと同心円状に形成されており、この貫通孔１０ａを通って、植物Ｐは上方に向かって伸長することができる。
【０１１４】
遮光板１０の上面側は、反射フィルムなどが張り付けられることによって、光を反射させる反射面として作用することが好ましい。これにより、外部から照射された光を植物Ｐに向けて反射することができるので、植物Ｐの受光量を増加させることができる。
【０１１５】
このように、培養液タンク２の開口部２４を覆う遮光板１０をさらに備え、この遮光板１０によって、培養液タンク２の開口部２４側から入射する光を十分に遮光することができる。
【０１１６】
〔実施形態の総括〕
以上のように、本実施形態に係る水耕栽培器１は、上方に向けて開口した開口部２４を有し、培養液Ｎを内部に貯留する培養液タンク２を備え、この培養液タンク２は、合成樹脂からなり、且つ、当該培養液タンク２を透過して内部に入射した透過光（第１透過光）の光強度が、培養液Ｎ中に繁殖する可能性のある藻類の光補償点Ｃ以下となる遮光性を有している。
【０１１７】
このように、培養液タンク２を透過した透過光の光強度が培養液中に繁殖する可能性のある藻類の光補償点以下とすることにより、培養液中に藻類が繁殖することを抑制することができる。さらに、植物Ｐの根に有害な光の入射量を低減することができるので、植物Ｐの栽培環境を適切に維持することができる。
【０１１８】
従って、本実施形態によれば、合成樹脂からなる培養液タンク２を用いた場合であっても、培養液タンク２を透過した光によって培養液Ｎ中に藻類が繁殖することを抑制可能な水耕栽培器１を実現することができる。
【０１１９】
本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１２０】
〔補足〕
なお、本発明に係る水耕栽培器は、以下のように表現することもできる。すなわち、本発明に係る水耕栽培器は、合成樹脂で形成され、ほぼ中央部に支柱支持部が設けられた培養液を入れる培養液タンクと、ほぼ中央部に支柱支持部が設けられかつ光源が取り付けられた天板と、天板を培養液タンク上方に、ほぼ中央部で保持するための支柱、及び発泡合成樹脂で形成され、ほぼ中央部に支柱の貫通穴を有し、培養液に浮遊可能な培地搭載部を有するフロートからなることを特徴としている。
【０１２１】
また、本発明に係る水耕栽培器は、培養液タンクと天板は、それぞれのほぼ中央部に配置された支柱により嵌合され、一体となって使用されるが、分割可能な構造であり、分割された支柱は培養液タンクと天板を合わせた時にその間隙に収納可能であることを特徴としている。
【０１２２】
また、本発明に係る水耕栽培器は、前記栽培器の支柱の断面が円形であり、支柱と培養液タンク及び天板との各々の嵌合部に、回転不能とするような回り止めを形成し、培養液タンクと天板が互いに回転不能な構造とすることを特徴としている。
【０１２３】
また、本発明に係る水耕栽培器は、前記栽培器の支柱の断面が楕円形或いは多角形など円形以外の形状であり、培養液タンク及び天板に設けられた支柱の支持部も、この支柱に嵌合可能な楕円形或いは多角形など円形以外の形状とし、培養液タンクと天板が互いに回転不能な構造とすることを特徴としている。
【０１２４】
また、本発明に係る水耕栽培器は、前記栽培器の支柱を２本以上とし、培養液タンクと天板に嵌合し、培養液タンクと天板が互いに回転不能な構造とすることを特徴としている。
【０１２５】
また、本発明に係る水耕栽培器は、前記栽培器の培養液タンク内の培養液に接する側壁の表面、及び支柱が嵌合される部分の、培養液に接する面に到達する光源及び外光からの最大光強度が、培養液で繁殖する藻類の光補償点Ｃ以下となるよう、培養液タンクが遮光性を有する合成樹脂で形成されたことを特徴としている。
【０１２６】
また、本発明に係る水耕栽培器は、前記栽培器の培養液タンク内の培養液面、及び培養液に接する側壁の表面、及び支柱が嵌合される部分の、培養液に接する面に到達する光源及び外光からの最大光強度が、培養液中で繁殖する藻類の光補償点Ｃ以下となるよう、培養液タンクに遮光性を有する塗装を施すか、或いは培養液タンクに遮光性を有するメッキ処理を施したことを特徴としている。
【０１２７】
また、本発明に係る水耕栽培器は、前記栽培器の培養液タンク内の培養液面、及び培養液に接する側壁の表面、及び支柱が嵌合される部分の、培養液に接する面に到達する光源及び外光からの最大光強度が、培養液中で繁殖する藻類の光補償点Ｃ以下となるよう、培養液タンクが遮光性を有する合成樹脂で形成されると共に、培養液タンクに遮光性を有する塗装を施すか、或いは培養液タンクに遮光性を有するメッキ処理を施したことを特徴としている。
【０１２８】
また、本発明に係る水耕栽培器は、前記栽培器のフロートの培養液側に達する光源及び外光からの最大光強度が、培養液中で繁殖する藻類の光補償点Ｃ以下となるよう、遮光性を有する発泡合成樹脂で形成され、或いは遮光性を有する表面塗装を施され、或いはこの両方の遮光方法を併用して施したフロートを有することを特徴としている。
【０１２９】
また、本発明に係る水耕栽培器は、前記栽培器の培養液タンクの培養液に接する側壁の表面、及び支柱が嵌合される部分の培養液に接する面に、及びフロートの培養液側に達する、光源及び外光からの最大光強度が、光量子束密度を単位とし１０（μｍｏｌ/ｍ２ｓ）以下とすることを特徴としている。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
本発明は、土壌を使わずに培養液で植物を栽培する水耕栽培に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【０１３１】
１    水耕栽培器
２    培養液タンク（容器）
２ａ  培養液タンク（容器）
３    培地
４    フロート（培地保持部材）
５    毛細管給水体
６    フード（光源取付板・天板）
７    支柱
７ａ  支柱
７ｂ  支柱
８    光源
１０    遮光板（遮光部材）
２１    底部
２２    側壁部
２３    タンク側支柱嵌合部（支柱嵌合部）
２３ａ  突起部（係合部）
２４    開口部
６１    フード側支柱嵌合部（支柱嵌合部）
６１ａ  突起部（係合部）
７１    下端部（端部）
７２    上端部（端部）
Ｐ    植物
Ｎ    培養液
Ｌ    光源光
Ｉ    外部光
Ｃ    光補償点
Ｓ    切目
【図１】
2013236560.tif 000003
【図２】
2013236560.tif 000004
【図３】
2013236560.tif 000005
【図４】
2013236560.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2013236560.tif 000009
【図８】
2013236560.tif 000010
【図９】
2013236560.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2013236560.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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