(57)【要約】【課題】切断補助機構としてエアブローを利用せずともトレイ内に育成した葉物野菜を容易且つ効率的に切断・収穫可能な、収穫装置及び収穫方法を提供する。【解決手段】収穫装置に以下示す機構（i）、好ましくは（i）〜（iii）のすべてを備えさせる。（ｉ）刃を機械的に移動させる際、移動方向に対する切断刃のオフ角度を所定範囲内とする（ii）トレイ内の葉物野菜の葉茎を保持した後で、切断刃を植栽方向に機械的に移動させて野菜の切断を行う（iii）トレイの外側に倒れた葉物野菜を起立させた後で、切断刃を植栽方向に機械的に移動させて葉物野菜の切断を行う【選択図】図１
2016152786.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレイ内に育成された複数の葉物野菜を切断して茎葉を収穫する装置であって、
前記トレイを配置する配置部と、
配置部に配置されたトレイ内の前記葉物野菜を切断する切断刃と、
を備え、
前記切断刃の刃部分が移動の方向に対して２０°以上７０°以下のオフ角度を有するようにしながら前記切断刃を植栽方向に機械的に移動させて前記葉物野菜の前記トレイよりも上方の位置を切断する機構をさらに備える、
収穫装置。
【請求項２】
前記切断刃の前記刃部分の形状がＶ字状とされている、請求項１に記載の収穫装置。
【請求項３】
複数の切断刃を有する、請求項１又は２に記載の収穫装置。
【請求項４】
前記トレイの周囲を囲うように配される囲い部と、
前記トレイを前記囲い部よりも相対的に下方に移動させることで前記トレイの外側に倒れた葉物野菜を前記囲い部によって起立させる機構と、
をさらに備え、
前記起立させた葉物野菜を切断する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の収穫装置。
【請求項５】
前記配置部に配置されたトレイ内の前記葉物野菜の茎葉を保持する保持手段をさらに備え、前記保持手段が前記茎葉を保持した状態で、前記切断刃を植栽方向に移動させて前記葉物野菜の前記保持手段よりも根側の位置を切断する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の収穫装置。
【請求項６】
前記葉物野菜の切断後、前記保持手段による前記茎葉の保持を解除し、該茎葉を収穫容器へと落下させる機構をさらに備える、請求項５に記載の収穫装置。
【請求項７】
前記葉物野菜の切断後、前記保持手段によって前記茎葉を保持しつつ前記トレイの回収を可能とする機構をさらに備える、請求項５又は６に記載の収穫装置。
【請求項８】
トレイ内に育成された複数の葉物野菜を切断して茎葉を収穫する方法であって、
切断刃を植栽方向に機械的に移動させて前記葉物野菜のトレイよりも上方の位置を切断する工程を備え、
前記切断刃の刃部分が移動の方向に対して２０°以上７０°以下のオフ角度を有するように、前記切断刃を移動させる、収穫方法。
【請求項９】
前記葉物野菜を切断する前に、
前記トレイの周囲を囲うように配された囲い部の内側に前記トレイを配置し、該トレイを前記囲い部よりも相対的に下方に移動させることで、該トレイの外側に倒れた葉物野菜を前記囲い部によって起立させる工程をさらに備える、請求項８に記載の収穫方法。
【請求項１０】
前記トレイ内の前記葉物野菜の茎葉を機械的に保持する工程をさらに備え、
前記茎葉が保持された状態で、前記切断刃を植栽方向に移動させて前記葉物野菜の保持部よりも根側の位置を切断する、請求項８又は９に記載の収穫方法。
【請求項１１】
前記葉物野菜の切断後、前記茎葉の保持を解除し、該茎葉を収穫容器へと落下させる工程をさらに備える、請求項１０に記載の収穫方法。
【請求項１２】
前記葉物野菜の切断後、前記茎葉を保持しつつ前記トレイを回収する工程をさらに備える、請求項１０又は１１に記載の収穫方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物工場においてトレイ内に育成された野菜を収穫するための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
植物工場の普及により、トレイ内に栽培した野菜の効率的な収穫が求められている。現状は鎌等を用いて手作業によって収穫する場合が多いが、コスト削減のために機械化の需要がある。また、野菜に直接触れる手作業を減らすことにより、収穫した野菜が汚染されることがなく、外気から隔離されたクリーンな閉鎖空間となる植物工場のメリットを十分に享受し得る。植物工場において用いられる収穫装置としては、例えば、回送風（エアブロー）を利用したものが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０５０２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されたようなエアブローを利用した収穫装置にあっては、風によってトレイ内に存在する微生物等をまき散らす恐れがあり、葉物野菜の汚染が懸念された。また、特許文献１に開示された収穫装置は、トレイの送り出しとエアブローとによって、位置が固定された切断刃に対して葉物野菜の茎葉を押し付けて千切るようにして切断するものであり、刃に係る負荷が大きいうえ、野菜を高速且つ正確に切断することも困難であった。また、葉物野菜をエアブローによって切断刃に押し付けるようにして切断した場合、美麗な切り口が得られず野菜が傷んでしまうという問題もあった。このように、切断補助機構としてエアブローを利用せずともトレイ内に育成した葉物野菜を容易且つ効率的に切断・収穫可能な手段が求められていた。
【０００５】
そこで本発明は、切断補助機構としてエアブローを利用せずともトレイ内に育成した葉物野菜を容易且つ効率的に切断可能であり、加えて野菜を衛生的な状態で収穫可能な、収穫装置及び収穫方法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】
本発明者が鋭意研究を進めた結果、上記課題を解決するためには、植物工場内で用いる収穫装置に以下示す機構（i）〜（iii）の少なくとも一つ（好ましくは（i）と（ii）との組み合わせ、（i）と（iii）との組み合わせ、又は、（ii）と（iii）との組み合わせ、より好ましくは（i）〜（iii）の組み合わせ）を備えさせることが有効であることを見出した。
（ｉ）切断刃を機械的に移動させる際、移動方向に対する切断刃のオフ角度を所定範囲内とする
（ii）トレイの外側に倒れた葉物野菜を起立させた後で、切断刃を植栽方向に機械的に移動させて葉物野菜の切断を行う
（iii）トレイ内の葉物野菜の葉茎を保持した後で、切断刃を植栽方向に機械的に移動させて野菜の切断を行う
【０００７】
すなわち、上記課題は以下の手段（１）〜（１２）により解決することができる。
（１）トレイ内に育成された複数の葉物野菜を切断して茎葉を収穫する装置であって、トレイを配置する配置部と、配置部に配置されたトレイ内の葉物野菜を切断する切断刃とを備え、切断刃の刃部分が移動の方向に対して２０°以上７０°以下のオフ角度を有するようにしながら切断刃を植栽方向に機械的に移動させて葉物野菜のトレイよりも上方の位置を切断する機構をさらに備える、収穫装置。
（２）切断刃の刃部分の形状がＶ字状とされている、（１）に記載の収穫装置。
（３）複数の切断刃を有する、（１）又は（２）に記載の収穫装置。
（４）トレイの周囲を囲うように配される囲い部と、トレイを囲い部よりも相対的に下方に移動させることでトレイの外側に倒れた葉物野菜を囲い部によって起立させる機構とをさらに備え、起立させた葉物野菜を切断する、（１）〜（３）のいずれかに記載の収穫装置。
（５）配置部に配置されたトレイ内の葉物野菜の茎葉を保持する保持手段をさらに備え、保持手段が茎葉を保持した状態で、切断刃を植栽方向に移動させて葉物野菜の保持手段よりも根側の位置を切断する、（１）〜（４）のいずれかに記載の収穫装置。
（６）葉物野菜の切断後、保持手段による茎葉の保持を解除し、茎葉を収穫容器へと落下させる機構をさらに備える、（５）に記載の収穫装置。
（７）葉物野菜の切断後、保持手段によって茎葉を保持しつつトレイの回収を可能とする機構をさらに備える、（５）又は（６）に記載の収穫装置。
（８）トレイ内に育成された複数の葉物野菜を切断して茎葉を収穫する方法であって、切断刃を植栽方向に機械的に移動させて葉物野菜のトレイよりも上方の位置を切断する工程を備え、切断刃の刃部分が移動の方向に対して２０°以上７０°以下のオフ角度を有するように、切断刃を移動させる、収穫方法。
（９）葉物野菜を切断する前に、トレイの周囲を囲うように配された囲い部の内側に前記トレイを配置し、トレイを囲い部よりも相対的に下方に移動させることで、トレイの外側に倒れた葉物野菜を囲い部によって起立させる工程をさらに備える、（８）に記載の収穫方法。
（１０）トレイ内の葉物野菜の茎葉を機械的に保持する工程をさらに備え、茎葉が保持された状態で、切断刃を植栽方向に移動させて葉物野菜の保持部よりも根側の位置を切断する、（８）又は（９）に記載の収穫方法。
（１１）葉物野菜の切断後、茎葉の保持を解除し、茎葉を収穫容器へと落下させる工程をさらに備える、（１０）に記載の収穫方法。
（１２）葉物野菜の切断後、茎葉を保持しつつトレイを回収する工程をさらに備える、（１０）又は（１１）に記載の収穫方法。
【０００８】
本願において「トレイ内に育成された複数の葉物野菜」とは、トレイ内に葉物野菜が複数本（複数株）育成されていることを意味する。トレイ内に育成された葉物野菜は１種類であっても２種類以上であってもよいが、１種類の葉物野菜とすることが好ましい。
「植栽方向」とは、トレイ内における葉物野菜の植栽される面に沿った方向をいう。例えば、葉物野菜がウレタン等からなる平板状のスポンジの表面に育成されている場合は、当該スポンジの表面に沿った方向が植栽方向となる。また、複数の葉物野菜が複数の列をなすように植栽されている場合は、当該複数の列に沿った方向を植栽方向とすることもできる。本発明では切断刃を植栽方向に移動させることで、複数の葉物野菜のうち、一の葉物野菜を切断後、当該一の葉物野菜に隣接する葉物野菜を順次切断することができる。
「オフ角度」とは、切断刃の刃部分が直線状である場合は「切断刃の移動方向に直交する直線」と「刃部分の直線形状に沿った直線」とのなす角度をいい、切断刃の刃部分が曲線状である場合は「切断刃の移動方向に直交する直線」と「切断刃の刃部分と葉物野菜との接触点における、刃部分の曲線上の接線」とのなす角度をいう。例えば、図１０に示す角度αがオフ角度である。図１０（Ａ）では刃部分が直線状である切断刃を、図１０（Ｂ）、（Ｃ）では刃部分が曲線状である切断刃をそれぞれ示している。図１０（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、刃部分が曲線状である場合、刃部分の位置によってオフ角度αの大きさは変化する。尚、刃部分が曲線状である場合において、葉物野菜と接触しない刃部分については、オフ角度が２０°以上７０°以下の範囲外であってもよい。
「囲い部」とは、トレイが相対的に下方に移動した際、トレイの外側に倒れた葉物野菜を持ち上げるようにして起立させる部分をいう。すなわち、トレイが相対的に下方に移動した後においてトレイの周囲を、例えば壁面状に囲うように構成される部分をいい、トレイが相対的に下方に移動する前においては囲い部によってトレイの周囲が囲われていなくてもよい。
「トレイを囲い部よりも相対的に下方に移動させる」とは、囲い部に対してトレイを下方に移動させる形態だけでなく、トレイに対して囲い部を上方に移動させる形態も含む概念である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、切断補助機構としてエアブローを利用せずともトレイ内に育成した葉物野菜を容易且つ効率的に切断可能であり、加えて野菜を衛生的な状態で収穫可能な、収穫装置及び収穫方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態に係る本発明の収穫装置及び収穫方法を説明するための概略図である。
【図２】第１実施形態に係る本発明の収穫装置及び収穫方法を説明するための概略図である。
【図３】切断刃の変形例を説明するための概略図である。
【図４】第２実施形態に係る本発明の収穫装置及び収穫方法を説明するための概略図である。
【図５】囲い部の一例を説明するための概略図である。
【図６】第３実施形態に係る本発明の収穫装置及び収穫方法を説明するための概略図である。
【図７】保持手段の一例を説明するための概略図である。
【図８】第１実施形態、第２実施形態及び第３実施形態の組み合わせに係る本発明の収穫装置及び収穫方法を説明するための概略図である。
【図９】第１実施形態、第２実施形態及び第３実施形態の組み合わせに係る本発明の収穫装置及び収穫方法を説明するための概略図である。
【図１０】切断刃のオフ角度を説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
１．第１実施形態
１．１．収穫装置
図１、２に第１実施形態に係る本発明の収穫装置１０に備えられる機構を概略的に示す。図１、２に示すように、収穫装置１０は、トレイ１内に育成された複数の葉物野菜２を切断して茎葉を収穫する装置であって、トレイ１を配置する配置部３と、配置部３に配置されたトレイ１内の葉物野菜２を切断する切断刃５とを備え、切断刃５の刃部分が移動の方向に対して２０°以上７０°以下のオフ角度αを有するようにしながら切断刃５を植栽方向に機械的に移動させて葉物野菜２のトレイ１よりも上方の位置を切断する機構をさらに備えている。
【００１２】
（トレイ１）
トレイ１は複数の葉物野菜２を育成可能な容器をいい、その形態は特に限定されるものではない。本発明ではトレイ１内に葉物野菜２を水耕栽培により育成することが好ましい。例えば、トレイ１内にウレタン等からなる平板状のスポンジを設置し、当該スポンジ上に一定間隔で葉物野菜を植栽する。トレイの大きさや形態は、育成する葉物野菜に合わせて適宜決定することが可能である。
【００１３】
（葉物野菜２）
葉物野菜２はトレイ１内に育成可能な葉菜類であればよく、その種類は特に限定されるものではない。特に本発明の効果を奏しやすいことから非結球性葉菜類が好ましい。具体的には、アブラナ、ホウレンソウ、コマツナ、チンゲンサイ、ニラ、ネギ、ミズナ、タアサイ、ルッコラ、オーク等である。この中でもチンゲンサイやミズナ等のアブラナ科の野菜、オークやタアサイ等のキク科の野菜が好ましい。
【００１４】
本発明において、葉物野菜２はトレイ１内に複数の列をなすように配置して育成することが好ましい。特に、葉物野菜２は複数の列をなし、且つ、各列が一定の間隔をとって略平行に整列していることが好ましい（以下、この「間隔」を「畝間」という場合がある）。これにより、後述する保持手段４を葉物野菜２の間に容易に挿入することができ、葉物野菜２の茎葉を適切に保持することができる。
【００１５】
（配置部３）
配置部３は、収穫装置１０に設けられたトレイ１を配置するための部分であり、その形態についてはトレイ１の形状に合わせて適宜決定される。配置部３にはトレイ１の底の形状と対応する固定片が備えられていてもよい。例えば、トレイ１の底の形状が略長方形状である場合、配置部３にトレイ１の底を包接可能なコ字状の枠を設け、当該枠内にトレイ１を配置する（押し込む）ことで、トレイ１を面方向（配置部３の上面に沿った方向）に固定することができる。これにより、切断時におけるトレイ１のズレ等を防止することができる。また、切断完了後は、トレイ１をコ字状の枠から容易に取り外す（引き抜く）ことができる。
【００１６】
（切断刃５）
切断刃５は、移動方向先端側に刃部分を有しており、機械的に移動することによって複数の葉物野菜２を順次切断する。このように、切断刃５自体を移動させて葉物野菜２を切断する場合、エアブローを利用して切断刃に葉物野菜を押し付けて千切るようにして切断する場合と比較して、刃部分に係る負荷が小さく、野菜を高速且つ正確に切断することができる。また、エアブローによって切断刃に押し付けるようにして切断した場合と比較して、美麗な切り口が得られ野菜が傷み難いことに加え、野菜を衛生的な状態で収穫可能である。
【００１７】
収穫装置１０には、切断刃５の刃部分が移動の方向に対して２０°以上７０°以下のオフ角度αを有するようにしながら切断刃５を植栽方向に機械的に移動させて葉物野菜２のトレイ１よりも上方の位置を切断する機構が備えられる。なお、植栽方向とは図１（Ｃ）では矢印の方向に加えて、該矢印方向に交差するトレイの上面に沿った方向をも含む概念である。ここで、「葉物野菜２のトレイ１よりも上方の位置」とは、葉物野菜の茎葉のうち、トレイの上縁を繋いで想定される上面よりも上方の位置する箇所のことを指す。
切断刃５を機械的に移動させる機構については、公知の機構を採用可能である。例えば、配置部３の外側に、切断刃５の根元を支持する支持部を設け、支持部を植栽方向に機械的にスライドさせることで、切断刃５を植栽方向に移動させることができる。これにより、トレイ１内に葉物野菜２の根を残しつつ、茎葉のみを収穫することができる。
【００１８】
切断刃の刃部分の曲線上の接線（切断刃の刃部分が直線状である場合は切断刃の刃部分の直線形状に沿った直線）が、切断刃の移動方向に直交する場合（オフ角度が０°の場合）、切断刃は葉物野菜を押し切るように切断することとなるため、エアブローを用いた場合よりは刃部分にかかる負荷は小さいものの、葉物野菜をスムーズに切断できない場合がある。そこで、収穫装置１０では、切断刃の刃部分の形状或いは切断刃の移動方向（切断刃の移動のさせ方）を調整して２０°以上７０°以下のオフ角度を有するようにして葉物野菜２を切断する。これにより、葉物野菜２の茎葉を引き切るように切断することが可能となり、刃部分にかかる負荷を一層低減することができ、葉物野菜をより高速、正確且つ美麗に切断できる。オフ角度の下限は好ましくは３０°以上、より好ましくは４０°以上であり、上限は好ましくは６０°以下、より好ましくは５０°以下である。オフ角度が小さ過ぎると、上述した通り、刃部分に係る負荷が大きくなる。一方、オフ角度が大き過ぎると、切断刃の刃部分の長さが増大し、切断刃の作製やメンテナンスが困難となるほか、収穫装置をコンパクトにすることができなくなる。
【００１９】
切断刃５の刃部分の形状を工夫する場合、図１、２に示すように、切断刃５の形状をＶ字状とすることが好ましい。この場合、複数の切断刃を組み合わせて全体としてＶ字状の切断刃５としてもよい。特に、トレイ１の上面形状が略長方形状である場合は、図１、２に示すように、トレイ１の長辺側から一対の切断刃５ａ、５ｂを対向させ、且つ、一対の切断刃５ａ、５ｂの先端をトレイ１の中央で当接或いは交差させて、切断刃５全体の形状としてＶ字状となるように切断刃５ａ、５ｂを傾けて配置することで、所望のオフ角度を確保しつつ葉物野菜２を切断することができる。
【００２０】
尚、上記説明では、切断刃５が、一方向側（移動方向側）のみに刃部分を有するものとして説明したが本発明において切断刃はこのような形態に限定されるものではない。図３に、切断刃５の変形例として切断刃１５を概略的に示す。図３に示すように、切断刃１５は、４枚の切断刃の先端が中心点おいて当接又は交差するように構成されており、所定のオフ角度αを確保しつつ全体の形状としてＸ字状とされている。Ｖ字状の切断刃５が２つ組み合わされてＸ字状とされているとも言える。切断刃の先端が中心点で交差している場合には、上下方向に各々の先端がずれていてもよい。また、中心点では、必ずしも切断刃の先端が他の切断刃に接している必要はなく、例えば１０ｍｍ以下の隙間を有していてもよい。
このような形態とすることで、切断刃１５の一方側（図３の紙面上方側）と他方側（図３の紙面下方側）との双方に刃部分が備えられ、切断刃１５を一方及び他方に往復させることで葉物野菜を順次効率的に切断することができる。すなわち、切断刃１５を一方向に移動させて一のトレイから葉物野菜を収穫した後、トレイを新たに入れ替えたうえで、切断刃１５を他方向に移動させて切断刃１５を元の位置に戻しながら新たなトレイから葉物野菜を収穫することができ、処理すべきトレイが複数ある場合にも短時間で処理を完了させることができ好適である。また、省エネの効果もあり、さらには、装置の耐久性を向上させることもできる。
【００２１】
尚、上記説明では、切断刃５、１５が、別体の切断刃の組み合わせからなるものとして説明したが、本発明において切断刃はこのような形態に限定されるものではない。Ｖ字状又はＸ字状に一体的に形成された切断刃としてもよい。ただし、切断刃５、１５のように複数の切断刃の組み合わせとすることで、トレイの大きさや葉物野菜の種類等に応じて、オフ角度を自由に設定することができ、また、切断刃のメンテナンスも容易となる。
【００２２】
また、上記説明では、切断刃５、１５が、複数の切断刃がＶ字状又はＸ字状に交差されるように配置されるものとして説明したが、本発明において切断刃はこのような形態に限定されるものではない。図１０に示すように、直線状或いは曲線状の刃部分を有する１の切断刃を傾けるだけでも、所望のオフ角度を確保することもできる。ただし、トレイの大きさに対して切断刃が小さい場合（トレイの上面形状が略長方形状である場合において、切断刃の刃部分の長さがトレイの短辺よりも短い場合等）は、図６〜８に示すように、複数の切断刃を組み合わせて刃部分の長さを確保することが好ましい。
【００２３】
また、上記説明では、直線状の刃部分を有する切断刃５、１５を例示して説明したが、本発明において切断刃はこのような形態に限定されるものではない。図１０（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、刃部分が曲線状であってもよい。或いは、刃部分がのこぎりの歯のようなきざみ目からなる刻刻な形状であってもよい。尚、刃部分が刻刻な形状である場合において、隣り合うきざみ目の頂点と頂点との間の長さが、切断位置となる葉物野菜の茎の太さよりも小さい場合は、以下のようにしてオフ角度を設定する。すなわち、隣接するきざみ目の頂点と頂点とを結んで得られる直線により刃部分が形成されているものとみなして、当該直線が切断刃の進行方向に対して所定のオフ角度を有するように切断刃を移動方向に対して傾けるようにすればよい。
【００２４】
１．２．収穫方法
本発明は収穫方法としての側面も有する。すなわち、第１実施形態に係る本発明の収穫方法は、トレイ１内に育成された複数の葉物野菜２を切断して茎葉を収穫する方法であって、切断刃５を植栽方向に機械的に移動させて葉物野菜２のトレイ１よりも上方の位置を切断する工程を備え、切断刃５の刃部分が移動の方向に対して２０°以上７０°以下のオフ角度（角度α）を有するように、切断刃を移動させる、収穫方法である。詳細については上述した内容と重複するため、ここでは説明を省略する。
【００２５】
以上の通り、第１実施形態に係る本発明によれば、オフ角度を有する切断刃５によって葉物野菜２を高速且つ正確に切断することができ、切断補助機構としてエアブローを利用せずともトレイ内に育成した葉物野菜２を容易且つ効率的に切断可能であり、加えて野菜を衛生的な状態で収穫可能である。
【００２６】
上述の本発明は、葉物野菜の「切断時」における機械的操作を検討したものである。本発明者は、葉物野菜の「切断前」或いは「切断後」における機械的操作についても検討した。その結果、トレイの外側に倒れた葉物野菜を起立させた後で、切断刃を植栽方向に機械的に移動させて葉物野菜の切断を行うことにより、葉物野菜の収穫ロスを低減でき、葉物野菜をより効率的に収穫できることを見出した。また、トレイ内の葉物野菜の葉茎を保持した後で、切断刃を植栽方向に機械的に移動させて野菜の切断を行うことにより、切断時の切断刃の滑りを抑えつつ葉物野菜の茎葉をより効率的に収穫できることを見出した。以下、本発明の好ましい形態について説明する。
【００２７】
２．第２実施形態
２．１．収穫装置
図４に、本発明の好ましい形態として、第２実施形態に係る収穫装置２０に備えられる機構を概略的に示す。図４において、図１〜３に示した構成と同様のものについては同一符号を付し、適宜説明を省略する。図４に示すように、収穫装置２０は、トレイ１内に育成された複数の葉物野菜２を切断して茎葉を収穫する装置であって、トレイ１の周囲に配された囲い部１１と、トレイ１を囲い部１１よりも相対的に下方に移動させることで、葉物野菜２のうちトレイ１の外側に倒れた葉物野菜２を囲い部１１によって起立させる機構と、起立させた状態で葉物野菜を切断する切断刃５とを備え、切断刃５を植栽方向に機械的に移動させて葉物野菜２の囲い部１１よりも根側の位置を切断する機構をさらに備えている。
【００２８】
葉物野菜２は、トレイ１の枠からはみ出るようにして葉を広げ、トレイ１の外側に倒れるようにして成長する場合があり、そのまま切断刃５により葉物野菜２を切断しようとすると、倒れた葉物野菜２を適切に切断することができず収穫ロスが生じる。また、装置の可動部に倒れた葉が挟み込まれる虞もある。そこで、第２実施形態に係る収穫装置では、切断刃５による切断の前に、トレイ１の外側に倒れた葉物野菜２を囲い部１１によって持ち上げるようにして起立させる。
【００２９】
（囲い部１１）
囲い部１１は、トレイ１が相対的に下方に移動した際、トレイ１の外側に倒れた葉物野菜２を持ち上げるようにして起立させる部分をいい、図４（Ｂ）に示すようにトレイ１が相対的に下方に移動した後においてトレイ１の周囲を壁面状に囲うように構成された部分とすることが好ましい。或いは、トレイ１の周囲を柵状に囲うように構成された部分とすることも可能である。本発明においては、トレイ１が相対的に下方に移動する前においては囲い部１１によってトレイ１の周囲が囲われていなくてもよい（図４（Ａ））。囲い部１１の形態はトレイ１の形態に合わせて決定される。
【００３０】
図５に囲い部１１の具体例を概略的に示す。図５（Ａ）においては、囲い部１１と略同一平面上にトレイ１の配置部３が設けられている。この状態で配置部３の上にトレイ１を配置した場合、トレイ１の外側に倒れた葉物野菜２は、配置部３の外側の囲い部１１の上面に載置されることとなる。このような場合において、図５（Ｂ）に示すように配置部３が下降することで、或いは、囲い部１１が上昇することで、倒れた葉物野菜２を囲い部１１によって相対的に上方へと持ち上げることができる。特に、上下方向の移動によるトレイの位置ずれを調整しやすいことから、配置部３を下降させる形態が好ましい。配置部３の下降や囲い部１１の上昇については、公知の昇降手段を適用することができ、手動であっても自動であってもよい。
【００３１】
収穫装置２０は、囲い部１１により葉物野菜２を起立させた状態で、切断刃５を植栽方向に機械的に移動させて葉物野菜２の囲い部１１よりも根側の位置を切断する機構をさらに備える。これにより、起立させた葉物野菜２の茎葉と根との間を切断することができる。切断刃５を機械的に移動させる機構については、上述の通り、公知の機構を採用可能である。
【００３２】
２．２．収穫方法
本発明は収穫方法としての側面も有する。すなわち、第２実施形態に係る本発明の収穫方法は、トレイ１内に育成された複数の葉物野菜２を切断して茎葉を収穫する方法であって、トレイ１の周囲を囲うように配された囲い部１１の内側にトレイ１を配置し（図４（Ａ））、トレイ１を囲い部１１よりも相対的に下方に移動させることで、トレイ１の外側に倒れた葉物野菜２を囲い部１１によって起立させる工程（図４（Ｂ））と、葉物野菜２の起立の後で切断刃５を植栽方向に機械的に移動させて、葉物野菜２の囲い部１１よりも根側の位置を切断する工程（図４（Ｃ））とを備える。各工程の詳細については上述した内容と重複するため、ここでは説明を省略する。
【００３３】
以上の通り、第２実施形態に係る本発明によれば、囲い部１１による葉物野菜２の起立と、切断刃５による葉物野菜２の高速且つ正確な切断により、切断補助機構としてエアブローを利用せずともトレイ内に育成した葉物野菜２を容易且つ効率的に切断可能であり、加えて野菜を衛生的な状態で収穫可能である。
【００３４】
３．第３実施形態
３．１．収穫装置
図６に本発明の好ましい形態として、第３実施形態に係る本発明の収穫装置３０に備えられる機構を概略的に示す。図６に示すように、収穫装置３０は、トレイ１内に育成された複数の葉物野菜２を切断して茎葉を収穫する装置であって、トレイ１を配置する配置部３と、配置部３に配置されたトレイ１内の葉物野菜２の茎葉を保持する保持手段４と、保持手段４が茎葉を保持した状態で葉物野菜２を切断する切断刃５とを備え、切断刃５を植栽方向に機械的に移動させて葉物野菜２の保持手段４よりも根側の位置を切断する機構をさらに備えている。
【００３５】
（保持手段４）
第３実施形態に係る収穫装置３０は保持手段４を備えていることに一つの特徴を有する。保持手段４は、トレイ１内の複数の葉物野菜２の茎や葉の間に挿入されることで、葉物野菜２の茎葉を保持する手段である。保持手段４はその機能を発揮できる限り、その形態は特に限定されるものではなく、葉物野菜２の茎葉を持ち上げるようにして保持する形態、葉物野菜２の茎葉を挟み込むようにして保持する形態等、種々の形態を採用できる。特に、以下に説明するような櫛形の保持部４ａを有する形態が好ましい。
【００３６】
図７に、保持手段の具体例を概略的に示す。図７において保持手段は１対の保持手段４、４’が組み合わされてなる。保持手段４（４’）は櫛形の保持部４ａ（４ａ’）と当該保持部４ａ（４ａ’）を支持する支持部４ｂ（４ｂ’）とを有している。図７（Ａ）において矢印で示すように、保持手段４（４’）は、トレイ１の外側から葉物野菜２へと櫛形の保持部４ａ（４ａ’）が差し込まれることにより、葉物野菜２の茎葉を挟み込みつつ持ち上げるようにして保持することができる（図６（Ｂ）及び図７（Ｂ））。この場合において、保持手段４（４’）は手動で葉物野菜２に差し込まれてもよいし、自動で機械的に葉物野菜２に差し込まれてもよい。このとき、葉物野菜２がニラやネギなどの葉が縦に長い形状の野菜の場合には、櫛型の保持部４ａ（４ａ’）が、葉物野菜２の各列がなす間隔（畝間）に差し込まれることが好ましい。一方で、コマツナやホウレンソウなどの葉が横に広がるように生育する野菜の場合には、葉物野菜２の各列がなす複数の間隔（畝間）に渡るように差し込まれていてもよいし、畝間に差し込まれていてもよい。櫛形の保持部４ａ（４ａ’）をこのように差し込むことで、葉物野菜２の傷みを抑制できる。
【００３７】
また、トレイ１の上面形状が略長方形状である場合は、図７のようにトレイ１の長辺の両側から、相対する一対の保持部４ａ、４ａ’が畝間に差し込まれるようにすると、複数の葉物野菜２全体を容易且つ適切に保持することができ好ましい。この場合、一対の保持部４ａ、４ａ’の合計の長さ（図７（Ａ）の長さＸと長さＸ’との合計の長さ）をトレイ１の短辺の長さ（図７（Ａ）の長さＹ）以上とすることで、保持部４ａ、４ａ’をトレイ１の中心にまで差し込むことができ、複数の葉物野菜２の全体をより確実に保持することができる。或いは、保持部４ａ、４ａ’のそれぞれの長さをトレイ１の短辺と同程度の長さとし、保持部４ａ、４ａ’をトレイ１の長辺方向に互い違いとなるように挿入して、保持部４ａと保持部４ａ’とで葉物野菜２を挟み込むようにしてもよい。或いは、一つの保持手段４のみを挿入する形態であってもよい。尚、保持部４ａとトレイ１の上縁との間隔（切断刃５が通過可能な隙間）は、葉物野菜２の種類等に応じて適宜調整すればよい。好ましくは２ｃｍ〜５ｃｍであり、より好ましくは２ｃｍ〜３ｃｍである。
【００３８】
尚、図６（Ｂ）、図７（Ｂ）では、保持手段４の櫛形の保持部４ａが、葉物野菜２の複数の間隔（畝間）のすべてに差し込まれる形態を示したが、本発明は当該形態に限定されるものではない。例えば、複数の畝間のうちの一部のみに保持部４ａが差し込まれるような形態であってもよい。また、上述した通り、葉物野菜２の種類によっては、畝間以外の部分に保持手段４が差し込まれるようにしてもよい。
【００３９】
収穫装置１０は切断刃５を植栽方向に機械的に移動させて葉物野菜２の保持手段４よりも根側の位置を切断する機構を有する（図６（Ｃ）及び（Ｄ））。切断刃５を機械的に移動させる機構については、上述の通り、公知の機構を採用可能である。ここで、収穫装置１０では、葉物野菜２が保持手段４によって保持されている。そのため、葉物野菜２は切断位置の上側が保持手段４によって固定され、下側が根によって固定されることとなり、切断刃５による切断時の反力を上下で受け止めることができる。これにより、切断刃５の滑りを抑制し、葉物野菜２をよりスムーズに切断することができる。また、保持手段４によって茎葉が保持されているため、茎葉がトレイ１内の苗床であるスポンジ等に接触することを防止することができ、野菜を衛生的な状態で収穫可能である。
【００４０】
（その他の機構）
第３実施形態に係る収穫装置３０は、上記構成・機構のほかに、葉物野菜２の切断後、保持手段４によって茎葉を保持しつつトレイ１の回収を可能とする機構をさらに備えることが好ましい（図６（Ｅ））。例えば、葉物野菜２の茎葉を保持しつつ保持手段４をトレイ１の上方或いは外側に移動させて配置部３からトレイ１を回収する機構や、保持手段４によって葉物野菜２の茎葉を保持しつつトレイ１を配置部３の外側へと回収する機構等、種々の機構を採用可能である。すなわち、保持手段４を移動させる機構、及び、トレイ１を移動させる機構のいずれであってもよい。或いは、収穫装置１０の配置部３の外側にトレイ回収口を設け、当該回収口からトレイ１を手動で取り出せるようにしてもよい。
【００４１】
また、収穫装置３０は、葉物野菜２の切断後、保持手段４による茎葉の保持を解除し、茎葉を収穫容器（不図示）へと落下させる機構をさらに備えることが好ましい（図６（Ｆ））。例えば、葉物野菜２の間に差し込まれた保持手段４を、葉物野菜２を保持する前の位置（例えば、図７（Ａ）の位置、以下「元の位置」という。）へと戻すことにより、茎葉の保持を解除することができ、茎葉を自然落下させることができる。この場合、保持手段４を元の位置に戻す際、保持手段４に保持された葉物野菜２の茎葉を容易に取り除くことを可能とする部材を設けることが好ましい。例えば、葉物野菜２の茎葉を保持手段４と連動しない固定部材に押し付けながら保持手段４を元の位置に戻すことで、当該固定部材によって保持部に保持された葉物野菜を保持手段４の進行方向とは逆向きに押し付けつつ容易に取り除くことができる。このような固定部材は、例えば、保持手段４の収納口（例えば、後述の図９（Ｂ）に示した複数の穴）の周囲に設けることができる。尚、後述の図９（Ｂ）に示すように、複数の穴から保持手段４を突出させる場合は、当該穴の周りの壁面を固定部材として機能させてもよい。一方で、複数の穴ではなく、当該複数の穴が繋がったスリットから保持手段４を突出させる場合は、当該スリットへの葉物野菜の挟み込みを防止すべく、当該スリットの周囲に固定部材を設けることが好ましい。
【００４２】
３．２．収穫方法
本発明は収穫方法としての側面も有する。すなわち、第３実施形態に係る本発明の収穫方法は、トレイ１内に育成された複数の葉物野菜２を切断して茎葉を収穫する方法であって、トレイ１内の葉物野菜２の茎葉を機械的に保持する工程（図６（Ｂ）、図７（Ｂ））と、茎葉を保持しながら切断刃５を植栽方向に機械的に移動させて、葉物野菜２の保持部よりも根側の位置を切断する工程（図６（Ｃ））とを備える。この場合、トレイ１内の葉物野菜２に櫛形の保持手段４を差し込んで茎葉を保持することが好ましい。また、葉物野菜２の切断後、茎葉を保持しつつトレイを回収する工程や、葉物野菜２の切断後、茎葉の保持を解除し、茎葉を落下させる工程をさらに備えることが好ましい。各工程の詳細については上述した内容と重複するため、ここでは説明を省略する。
【００４３】
以上の通り、第３実施形態に係る本発明によれば、保持手段４による葉物野菜２の保持と、切断刃５による葉物野菜２の高速且つ正確な切断により、切断補助機構としてエアブローを利用せずともトレイ内に育成した葉物野菜２を容易且つ効率的に切断可能であり、加えて野菜を衛生的な状態で収穫可能である。
【００４４】
本発明に係る収穫装置・収穫方法は、上述の第２実施形態に係る構成・機構と、第３実施形態に係る構成・機構とが組み合わされたものであることがより好ましい。図８、９に当該組み合わせに係る収穫装置１００を概略的に示す。
【００４５】
図８に示すように、本発明に係る収穫装置１００は、好ましい形態として、トレイ１を配置する配置部３と、配置部３に配置されたトレイ１の周囲に配された囲い部１１と、トレイ１を囲い部１１よりも相対的に下方に移動させることでトレイ１の外側に倒れた葉物野菜２を囲い部１１によって起立させる機構と、起立させた葉物野菜２の茎葉を保持する保持手段４と、保持手段４が茎葉を保持した状態で葉物野菜２を切断する切断刃とを備え、切断刃５を植栽方向に機械的に移動させて葉物野菜２の保持手段４よりも根側の位置を切断する機構をさらに備えている。このような形態においても、保持手段４は、トレイ１内の葉物野菜２に差し込まれる櫛形の保持部４ａ（図７参照）を有することが好ましい。また、葉物野菜２の切断後、保持手段４によって茎葉を保持しつつトレイの回収を可能とする機構をさらに備えることが好ましい。さらに、葉物野菜２の切断後、保持手段４による茎葉の保持を解除し、茎葉を収穫容器（不図示）へと落下させる機構をさらに備えることが好ましい。
これらの構成・機構の詳細および好ましい形態は上述の通りであり、内容が重複するため、ここでは説明を省略する。
【００４６】
また、本発明に係る収穫方法は、好ましい形態として、トレイ１の周囲を囲うように配された囲い部１１の内側にトレイ１を配置し（図８（Ａ））、トレイ１を囲い部１１よりも相対的に下方に移動させることで、トレイ１の外側に倒れた葉物野菜２を囲い部１１によって起立させる工程（図８（Ｂ））と、その後、トレイ１内の葉物野菜２の茎葉を機械的に保持する工程（図８（Ｃ））と、茎葉を保持しながら切断刃５を植栽方向に機械的に移動させて、葉物野菜２の保持部よりも根側の位置を切断する工程（図８（Ｄ））とを備える。このような形態においても、トレイ１内の葉物野菜に櫛形の保持手段４を差し込んで茎葉を保持することが好ましい。また、葉物野菜２の切断後、茎葉を保持しつつトレイを回収することが好ましい（図８（Ｅ）、（Ｆ））。さらに、葉物野菜２の切断後、茎葉の保持を解除し、茎葉を落下させる工程をさらに備えることが好ましい（図８（Ｇ））。
これらの構成・機構の詳細および好ましい形態は上述の通りであり、内容が重複するため、ここでは説明を省略する。
【００４７】
４．好ましい収穫装置の具体的形態
第２実施形態及び第３実施形態に係る収穫装置１００について、より詳細な具体例を示す。図９（及び図８）に示すように、本発明に係る収穫装置は、好ましい形態として、トレイを配置する配置部３、及び、配置部３の周囲（すなわち、配置部３に配置されたトレイの周囲）に配された囲い部１１（図９（Ａ）（及び図８（Ａ）））と、トレイを囲い部１１よりも相対的に下方に移動させることでトレイの外側に倒れた葉物野菜を囲い部１１によって起立させる機構（図９（Ｂ）（及び図８（Ｂ）））と、囲い部１１の内側の内壁に設けられた複数の穴から突出させた櫛形の保持部４ａによって、葉物野菜の茎葉を保持する保持手段４（図９（Ｃ）（及び図８（Ｃ）））と、保持手段４が茎葉を保持した状態で葉物野菜２を切断する切断刃２５（図９（Ｄ）（及び図８（Ｄ）））とを備え、囲い部１１の内側の内壁に備えられたスリットから切断刃２５を突出させるようにしつつ、切断刃２５を植栽方向に機械的に移動させて葉物野菜２の保持手段４よりも根側の位置を切断する機構をさらに備えている（図９（Ｄ）（及び図８（Ｄ）））。葉物野菜の切断後は、保持手段４によって葉物野菜の茎葉を保持しつつ配置部３からトレイを回収することができ（図８（Ｆ））、さらに、保持手段４を配置部３の外側へと引き戻すことにより、葉物野菜の茎葉の保持を解除することができ、茎葉を下方に落下させることができる（図８（Ｇ））。
【００４８】
以上の通り、本発明によれば、切断補助機構としてエアブローを利用せずともトレイ１内に育成した葉物野菜２を容易且つ効率的に切断可能であり、加えて野菜を衛生的な状態で収穫可能である。
【００４９】
また、切断刃５を植栽方向に機械的に移動させて葉物野菜２を切断させる場合、ハサミのような揺動刃、往復刃や、草刈刃のような高速回転刃を使用する必要がないことから、安全上優れているだけでなく、切断作業後、切断刃を取り外して容易に洗浄・殺菌することができる。また、刃物同士の擦り粉の発生もなく、さらに回転刃のように回転軸部の発塵もない。さらには、刃物間に葉物野菜が噛み込むようなこともない。よって、痛み易い葉物野菜を、極めて優しく、素早く、且つ、安全に収穫することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、植物工場においてトレイ内に育成された野菜を収穫するための装置及び方法として特に好適に用いられる。
【符号の説明】
【００５１】
１  トレイ
２  葉物野菜
３  配置部
４  保持手段
５、１５  切断刃
１１  囲い部
１０、２０、３０、１００  収穫装置
【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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