(57)【要約】【課題】植物の収穫を機能的に行う。【解決手段】収穫部９であって、栽培対象の植物を保持する植物保持カートリッジ１００を搬送可能に支持しつつ上下配置を略反転させるよう案内する反転搬送レール９１と、反転搬送レール９１に支持された植物保持カートリッジ１００を搬送するように構成された搬送部と、上下配置を略反転された状態の植物の植物保持カートリッジ１００より下方部分を切断するように構成された切断部９３と、を有し、反転搬送レール９１は、略下方側へ略円弧形状で折り返す形状の折り返し部２０１を有し、搬送部は、植物保持カートリッジ１００に係止可能な係止部３１３をその軸周りの外周部分に有し、折り返し部２０１の内径側中心軸周りに回転可能に設けられた回転搬送部９２である。【選択図】図８
2016021944.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
収穫機であって、
栽培対象の植物を保持する植物保持カートリッジを搬送可能に支持しつつ上下配置を略反転させるよう案内する反転搬送レールと、
前記反転搬送レールに支持された前記植物保持カートリッジを搬送するように構成された搬送部と、
上下配置を略反転された状態の前記植物の前記植物保持カートリッジより下方部分を切断するように構成された切断部と、
を有することを特徴とする収穫機。
【請求項２】
前記反転搬送レールは、略下方側へ折り返す形状の折り返し部を有することを特徴とする請求項１記載の収穫機。
【請求項３】
前記折り返し部は、
略円弧形状で折り返すよう形成され、
前記搬送部は、
前記植物保持カートリッジに係止可能な係止部をその軸周りの外周部分に有し、前記折り返し部の内径側中心軸周りに回転可能に設けられた回転搬送部であることを特徴とする請求項２記載の収穫機。
【請求項４】
前記係止部は、
前記植物保持カートリッジに保持された前記植物の根を押さえるよう係止することを特徴とする請求項３記載の収穫機。
【請求項５】
前記回転搬送部は、
前記係止部を前記回転搬送部の径方向に進退させるように構成されたカムを有することを特徴とする請求項４記載の収穫機。
【請求項６】
前記折り返し部は、
その略円弧形状の中心軸が水平方向に対して傾斜するよう配置されていることを特徴とする請求項５記載の収穫機。
【請求項７】
前記反転搬送レールは、
前記切断部より搬送方向下流側に、前記植物保持カートリッジの上下配置をさらに略反転させるよう搬送方向の軸周りに捩れた形状の捩れ部を有することを特徴とする請求項６記載の収穫機。
【請求項８】
前記捩れ部より搬送方向下流側に、上方から前記植物保持カートリッジへ向けて流体を噴射するように構成された流体噴射部を有することを特徴とする請求項７記載の収穫機。
【請求項９】
前記反転搬送レールは、
前記捩れ部より搬送方向下流側に、前記植物保持カートリッジの支持を解除するように構成された終端部を有することを特徴とする請求項８記載の収穫機。
【請求項１０】
前記切断部の下方に捕集用コンベアを有することを特徴とする請求項９記載の収穫機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の実施形態は、収穫機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自然光（太陽光）又は人工光（例えば蛍光灯やＬＥＤ等の発光光）を利用した水耕栽培により食用植物を栽培する水耕栽培装置が提案されている。このような水耕栽培装置には、栽培工程に応じて植物を当該装置内で搬送移動させる構成のものが多くある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−８７５６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば葉物野菜の葉の部分のように成長した植物全体のうちの一部分だけが商品部位となる場合には、収穫工程においてその商品部位だけを他の部分から切断、分離して捕集、移送する作業を行う。しかし、商品価値を維持するためにはできるだけその商品部位に人手や機器等が直接触れないようにするのが望ましい。また近年では、収穫工程においていかに人手の手間を省き、運用費用を抑えてかつ効率的に植物を収穫するかが重要となっている。従来では、そのような観点で収穫工程を行う技術が提示されていなかった。
【０００５】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、植物の収穫を機能的に行うことができる収穫機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、収穫機であって、栽培対象の植物を保持する植物保持カートリッジを搬送可能に支持しつつ上下配置を略反転させるよう案内する反転搬送レールと、前記反転搬送レールに支持された前記植物保持カートリッジを搬送するように構成された搬送部と、上下配置を略反転された状態の前記植物の前記植物保持カートリッジより下方部分を切断するように構成された切断部と、を有する収穫機が適用される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、植物の収穫を機能的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態の水耕栽培用収穫機を備えた水耕栽培装置の外観全体の斜視で表した図である。
【図２】水耕栽培装置の全体の外観を左方から見た側面で表した図である。
【図３】植物保持カートリッジの外観全体を斜視で表した図である。
【図４】植物保持カートリッジの軸方向側断面を表した図である。
【図５】培地内の種子が発芽した状態の植物保持カートリッジの軸方向側断面を表した図である。
【図６】植物が成長した状態の植物保持カートリッジの軸方向側断面を表した図である。
【図７】水耕栽培装置が備える搬送レールの周囲の具体的構成の一例を斜視で表した図である。
【図８】回転搬送部周辺における具体的構成を図２中の矢視Ａから見た側面図である。
【図９】折り返し部より下流側における反転搬送レール周辺の具体的な構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、一実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図中に注記されている「前方」「後方」「左方」「右方」「上方」「下方」の方向は、明細書中の説明において「前方（前）」「後方（後）」「左方（左）」「右方（右）」「上方（上）」「下方（下）」と記述されている方向にそれぞれ対応する。また、以下では、収穫機を含む水耕栽培装置等の構成の説明の便宜上、上下左右等の方向を適宜使用するが、水耕栽培装置等の各構成の位置関係を限定するものではない。
【００１０】
＜水耕栽培装置の概略構成＞
図１は、本実施形態の収穫機を備えた水耕栽培装置の全体の外観を前方から見た正面で表し、図２は、水耕栽培装置の全体の外観を左方から見た側面で表している。これら図１、図２において、水耕栽培装置１は、基板部２と、６本の主支柱部３と、天板部４と、８つの支持板５Ａ〜５Ｈと、直線レール部６と、折り返しレール部７と、ライン統合部８と、収穫部９を有している。なお、これら図１、図２では、主に各支持板５Ａ〜５Ｈ、各搬送レール、及び各収穫部を含めた上記各部位の配置関係を説明するための概略的な構成しか示しておらず、その他に当該水耕栽培装置１が備える詳細な部位の構成についてはそれぞれ後に図示、説明する。
【００１１】
基板部２上において、それぞれ同じ矩形形状の天板部４と８つの支持板５Ａ〜５Ｈが適宜の間隔で上下方向に重複するよう積層配置されており、それらの周囲を６本の主支柱部３で支持している。天板部４が最も上方に位置しており、それから下方に向けて順に第１〜８支持板５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅ，５Ｆ，５Ｇ，５Ｈが配置されている。第１〜４支持板５Ａ〜５Ｄの上面には、その長手方向（図中の左右方向）全体に渡る長さの直線レール部６が各支持板５Ａ〜５Ｄの幅方向（図中の前後方向）に対して６本並設されている。
【００１２】
第１支持板５Ａと第２支持板５Ｂのそれぞれの右端の間には、６つの折り返しレール部７が並設されている。これら折り返しレール部７は、それぞれ各支持板５Ａ，５Ｂの右端から側方に突出してさらに１８０°折り返すことで上下方向に対応する組み合わせの２つの直線レール部６の右端どうしを接続している。同様にして、第２支持板５Ｂと第３支持板５Ｃのそれぞれの左端の間と、第３支持板５Ｃと第４支持板５Ｄのそれぞれの右端の間にも、６つの折り返しレール部７が並設されている。
【００１３】
そして図示する例では、第４支持板５Ｄと第５支持板５Ｅのそれぞれの左端の間において３つの折り返しレール部７が並設されており、これら３つの折り返しレール部７にはそれぞれライン統合部８が設けられている。ライン統合部８は、隣接する２つの直線レール部６を合流させる部位であり、上記３つの折り返しレール部７の途中位置で合流させている（特に図示せず）。そして、上記ライン統合部８での合流によりまとめられた３本の直線レール部６が第５〜８支持板５Ｅ〜５Ｈの上面にそれぞれ並設されており、第５支持板５Ｅと第６支持板５Ｆの右端の間、第６支持板５Ｆと第７支持板５Ｇの左端の間、及び、第７支持板５Ｇと第８支持板５Ｈの右端の間においてそれぞれ３つの折り返しレール部７が並設されている。
【００１４】
以上の構成において、第１支持板５Ａから第８支持板５Ｈまでの間で対応する直線レール部６と折り返しレール部７が一続きに連結した全体が搬送レールＲを構成する。この搬送レールＲは、第１支持板５Ａの左方側の端部を始端とし、第８支持板５Ｈの左方側の端部を終端としており、第１〜４支持板５Ａ〜５Ｄにおいて隣接する２本の搬送レールＲが第４支持板５Ｄと第５支持板５Ｅの間の折り返しレール部７におけるライン統合部８で１本にまとめられている。本実施形態の水耕栽培装置１では、この構成を３系統並設している。
【００１５】
収穫部９は、各系統の搬送レールＲの終端に到達した後述の植物保持カートリッジから植物の収穫対象の部位を収穫するとともに、収穫対象以外の部位と空の植物保持カートリッジを分別して捕集、回収する部位である。この収穫部９は、各系統の搬送レールＲの終端位置から第８支持板５Ｈの下方側に配置されている（図１、図２中の一点鎖線部参照）。なお、この収穫部９が各請求項記載の収穫機に相当し、この構成については後に詳述する。
【００１６】
上記構成の水耕栽培装置１は、各系統の搬送レールＲにおいて、始端から装填して終端の収穫部に到達するまでの間に栽培対象の植物を保持する植物保持カートリッジを複数一列に支持して搬送する。また第１〜８支持板５Ａ〜５Ｈは、それぞれ搬送レールＲにおける上流側に対して下流側が低くなるよう傾斜している。
【００１７】
＜植物保持カートリッジの構成例＞
次に、本実施形態の水耕栽培装置１に用いる植物保持カートリッジの構成の一例について説明する。なお、以下に説明する例においては、栽培対象の植物としていわゆる葉物野菜を想定しているが、これに限られるものではない。
【００１８】
図３は、植物保持カートリッジの全体の外観を斜視で表し、図４は、軸方向側断面を表している。これら図３、図４において、本実施形態の植物保持カートリッジ１００は、ホルダ１０１と、培地１０２を有している。
【００１９】
ホルダ１０１は、両端が開口した内径を有する筒部１２１と、筒部１２１の軸方向一方側（図中の上側）の端部に当該筒部１２１と一体に設けられた第１鍔部１２２と、筒部１２１の軸方向他方側（図中の下側）の端部に当該筒部１２１と一体に設けられた第２鍔部１２３を有している。本実施形態の例では、筒部１２１は円筒形状に形成され、その内径の軸方向長さや直径の寸法は栽培対象の植物の種類に応じて設定する。
【００２０】
培地１０２は、水分を含有したゲル材料からなり、上記ホルダ１０１の筒部１２１の内径に充填されている。ここで、ゲルとは、コロイド粒子が一定の組織的な結びつきをつくり、自由に動けなくなった状態の材料であり、適度な弾性、粘性を有しているものを想定しているが、これに限られるものではない。
【００２１】
ここで、一般的な水耕栽培による植物の栽培工程としては、播種→育苗→定植→収穫の順で行われる。播種工程は、栽培対象の植物の種子を培地１０２の内部に植え付ける工程である。育苗工程は、培地１０２内の種子から根と葉を発芽させる工程である。定植工程は、育苗後の成長過程においてその植物の成長度合いに応じて個体単位で周囲との配置関係を変更する工程である。収穫工程は、十分に成長した植物から主として出荷対象の部位（この例の葉の部分）を切断して採集する工程である。本実施形態の水耕栽培装置１が備える搬送レールＲは、例えば植物保持カートリッジ１００を始端に供給してから終端で取り出すまでの経路順を上記栽培工程の進行に対応させることで、各植物保持カートリッジ１００の植物を種子から収穫可能な段階まで成長させることができる。
【００２２】
まず種子の播種工程においては、図示するように、筒部１２１の一方側の開口部から栽培対象の種子１３１を培地１０２の内部に挿入、埋設することにより行う。この播種工程は、植物保持カートリッジ１００を搬送レールＲの始端に装填する前に別途行ってもよいし、装填直後に行ってもよい。この播種工程により、図４に示すように、ゲル材料からなる培地１０２が種子１３１を適切に保持するとともに、ゲル材料が含有する水分により種子１３１の育苗を促進できる。この育苗工程においては、ゲル材料に有機養分が含まれていなくとも種子１３１そのものが有する養分によって発芽までは可能であり、その場合の方が余分な有機養分による藻の発生を防いで衛生的に望ましい。また、ゲル材料には適度の粘性を有しているため、種子１３１に対する保持機能を維持したまま発芽時における根１３２と葉１３３の成長を妨げにくい（図５参照）。
【００２３】
そして発芽後には、図６に示すように、水分を含んだ有機養液Ｗに根１３２を浸すとともに、葉１３３に光Ｌ（太陽光でもよいし、ＬＥＤや蛍光灯等による人工光でもよい）を当てることで植物のさらなる成長を促すことができる。このように植物の成長を促進させることで、根１３２と葉１３３は互いに筒部１２１の逆側の開口部からそれぞれ膨出するよう成長し、その結果植物全体の中央に位置する茎の外周に筒部１２１が嵌合する状態となる。この位置に定着した筒部１２１を搬送レールＲが支持することで、根１３２と葉１３３の両方にほとんど触れることなく植物全体を適切な重心バランスで保持できる。また、育苗後に根１３２と葉１３３が筒部１２１の内径よりも十分大きく拡大した状態では、筒部１２１から植物が抜脱することがほとんどない。これによりファクトリーオートメーション化された水耕栽培装置１において、簡易な構成の搬送レールＲによる植物単位の安定した保持と搬送が可能となる。なお、図６に示す例では、筒部１２１の外周における２つの鍔部１２２，１２３の間にその離間距離とほぼ同じ厚さ寸法のパネル１２４を挟み込むことで、植物全体を安定的に保持している。
【００２４】
＜搬送レールの具体的構成例＞
図７は、本実施形態の水耕栽培装置１が備える搬送レールＲの周囲の具体的構成の一例を斜視で表している。この図７において、略四角筒形状に形成された中空の箱体３１と、この箱体３１の上方に配置された光Ｌの光源である蛍光灯３２が設けられている。箱体３１の上壁の幅方向中央位置に、その長手方向に沿って筒部１２１の外径とほぼ同じ幅の長溝が搬送レールＲとして形成されており、この搬送レールＲに植物保持カートリッジ１００の筒部１２１外周が嵌め込まれて装填される。このとき上下２つの鍔部１２２，１２３が長溝である搬送レールＲの２つの縁部に対してその上面と下面を挟み込む。これにより、植物が搬送レールＲに安定的に保持される。そして箱体３１内部に有機養液Ｗを満たして（又は長手方向に流通させて）植物の根１３２に有機養液Ｗを供給するとともに、上方の蛍光灯３２から光Ｌを照射して植物の葉１３３に当てることで植物の成長を促進する。なお、光源である蛍光灯３２は、上記の天板部４及び第１〜７支持板５Ａ〜５Ｇの下面に設置される（第８支持板５Ｈの下方には搬送レールＲがないため蛍光灯３２を設置しない）。
【００２５】
そして、植物保持カートリッジ１００は、植物を保持しながらその全体を搬送レールＲに沿って自由に移動できる。これにより、適宜の搬送手段を用いて各植物を個体単位で上流側から下流側へ向けて容易に移送させることができる（図中の矢印Ｄ参照）。搬送手段としては、搬送レールＲ全体が上流側から下流側へ向けて低くなるよう傾斜していることで植物及び植物保持カートリッジ１００の自重を利用したり、有機養液Ｗの水流を利用したり、搬送レールＲに別途設けた適宜の機械的な搬送機構を利用したり、適宜の治具を用いて人手により筒部１２１のみを押し込む手法などがある（特に図示せず）。そして栽培工程が進むにつれて、植物の成長に伴い培地１０２は崩壊、離散して主に有機養液Ｗへ落下する。この有機養液Ｗに対して適宜の処理を行うことで、培地１０２は適切に処分される。また上記収穫部９で根１３２と葉１３３を分離した後には、ホルダ１０１を回収して再利用できる。このため、栽培工程を通じて植物保持カートリッジ１００から無機固形物としての廃棄物をほとんど出すことがない。
【００２６】
以上説明した例の水耕栽培の栽培対象である葉物野菜は、上方に向かって成長する葉１３３の部分だけが商品部位として収穫対象となる。このように、成長した植物の一部分だけが商品部位となる場合には、その商品部位だけを他の部分から切断して分離する収穫工程を行うのが望ましい。例えば収穫工程において葉１３３の部分だけを切断して分離した際には、当該葉１３３の部分だけを捕集して移送する作業を行う。しかし、上記例の葉１３３の部分のように商品部位となる部分は非常にもろい場合が多く、商品価値を維持するためにもできるだけ人手や機器等がその商品部位に直接触れないようにするのが望ましい。また近年では、上記収穫工程においていかに人手の手間を省き、運用費用を抑えてかつ効率的に植物を収穫するかが重要なポイントとなっている。
【００２７】
＜収穫部の概略構成について＞
次に、本実施形態の収穫部９の概略的な構成について図１、図２を参照しつつ説明する。これら図１、図２において、収穫部９は、主に反転搬送レール９１と、回転搬送部９２と、切断部９３と、流体噴射部９４と、捕集用コンベア９５と、４本の補助支柱部９６を有している。
【００２８】
反転搬送レール９１は、その全体が上記搬送レールＲと同等に植物保持カートリッジ１００を複数一列で搬送可能に支持する構成（箱体３１のうち長溝を有する上壁部分だけの構成）のレールであり、その搬送方向順の配置で、折り返し部２０１と、捩れ部２０２と、終端部２０３を有している。
【００２９】
折り返し部２０１は、上記搬送レールＲの終端に接続して第８支持板５Ｈの左端から左方に突出するとともに、第８支持板５Ｈの下方位置へ向けて略円弧形状の軌道で略下方側へ折り返すよう形成されている。またこの折り返し部２０１は、その略円弧形状の中心軸が水平方向に対して傾斜（およそ１０°〜４５°程度）するよう配置されている。このため、当該折り返し部２０１の導入側（搬送レールＲの終端と直接接続する上流側；図２中の点Ｐ１）と導出側（後述の捩れ部２０２に接続する下流側；図２中の点Ｐ２）でそれぞれのレールを上下方向で見て重複させず水平方向に距離Ｂだけオフセットするよう配置されている。
【００３０】
捩れ部２０２は、第８支持板５Ｈの下方側において上記折り返し部２０１の導出側から延設して搬送方向の軸周りに１８０°捩れた形状に形成されている。
【００３１】
終端部２０３は、上記捩れ部２０２より下流側に位置する当該反転搬送レール９１の端部であり、ここで植物保持カートリッジ１００の支持を解除するように構成されている。
【００３２】
以上のように反転搬送レール９１は、上記搬送レールＲから導入された植物保持カートリッジ１００を搬送可能に支持しつつ、上記折り返し部２０１と捩れ部２０２のそれぞれで植物保持カートリッジ１００の上下配置を略１８０°反転させるよう案内した後、終端部２０３で植物保持カートリッジ１００を排出する。なお、折り返し部２０１と捩れ部２０２のそれぞれにおいて植物保持カートリッジ１００がその上下配置を略１８０°反転した場合でも、ホルダ１０１の第１鍔部１２２と第２鍔部１２３のいずれかが反転搬送レール９１に対して上方から係止できるため、脱落せずにその支持が維持される。
【００３３】
回転搬送部９２は、折り返し部２０１の内径側中心軸周りに回転可能に設けられ、折り返し部２０１上に支持されている植物保持カートリッジ１００を搬送する機能を有する部位である。この回転搬送部９２の回転軸は折り返し部２０１の略円弧形状の中心軸と一致しており、その軸方向も同様に水平方向に対して傾斜するよう配置されている。なお、この回転搬送部９２が各請求項記載の搬送部に相当し、その具体的な構成については後の図８で詳細に説明する。
【００３４】
切断部９３は、上記折り返し部２０１の導出側（下方側）に配置されており、植物保持カートリッジ１００に保持されている植物から収穫対象の部位を切断、分離する機能を有する部位である。
【００３５】
流体噴射部９４は、上記捩れ部２０２より搬送方向下流側に配置されており、上方から植物保持カートリッジ１００へ向けて流体を噴射することにより、植物保持カートリッジ１００に残っている収穫対象以外の部位を抜脱させる機能を有する部位である。
【００３６】
捕集用コンベア９５は、上記切断部９３の下方側に配置されたベルトコンベアであり、切断部９３により切断、分離された収穫部位を捕集して適宜の出荷作業位置（図示省略）へ移送する部位である。
【００３７】
そして上記の反転搬送レール９１、回転搬送部９２、切断部９３、流体噴射部９４、及び捕集用コンベア９５で構成される収穫部９が、上記３つの系統の搬送レールＲにそれぞれ対応して設けられており、それら３系統の収穫部９の全体が４本の補助支柱部９６で支持されている。
【００３８】
＜回転搬送部の具体的構成について＞
図８は、回転搬送部９２周辺における具体的構成をその軸方向で見た図、つまり上記図２中の矢視Ａから見た側面図を示している。この図８において、折り返し部２０１の内径側に位置する回転搬送部９２は、回転円環部３０１と、複数の可動スポーク部３０２と、固定カム部３０３を有している。
【００３９】
回転円環部３０１は、上記折り返し部２０１の円弧形状部分（図中左側の内周角１８０°の範囲部分）における曲率径よりも小径の円環形状部材（いわゆる断面ドーナツ形状の部材）であって、特に図示しないモータや減速機などの軸駆動部により折り返し部２０１の内径側中心軸周りに同軸的に回転駆動される部位である。
【００４０】
可動スポーク部３０２は、単体で見たその全体が略棒形状の部材であり、その両端それぞれの近傍にフランジ３１１，３１２を有している。この可動スポーク部３０２は、２つのフランジ３１１，３１２の間の部分で上記回転円環部３０１を径方向に貫通しており、それら２つのフランジ３１１，３１２の間の離間距離分だけ回転円環部３０１に対し径方向で進退自在に支持されている。図示する例では、回転円環部３０１は、１６本の可動スポーク部３０２を周方向に等間隔で放射状に支持している。なお、各可動スポーク部３０２の外周側の先端部分には、外周側のフランジ３１１から外周側に突出して上記植物保持カートリッジ１００の筒部１２１の内径に嵌合可能な係止部３１３が形成されている。
【００４１】
固定カム部３０３（カム）は、上記回転円環部３０１の内径中心軸上（つまり折り返し部２０１の円弧形状部分の中心軸上）に固定的に配置されており、その外周側面に各可動スポーク部３０２の内径側端部を当接させてそれぞれの係止部３１３の径方向位置を規定する部材である。
【００４２】
以上のように構成された回転搬送部９２において、回転円環部３０１が軸駆動部の駆動により回転することで、各可動スポーク部３０２も同じ回転方向で回転する。一方、回転せずに固定したままの固定カム部３０３は、折り返し部２０１の円弧形状部分の内周角範囲に位置する各可動スポーク部３０２に対し、折り返し部２０１上に支持されている植物保持カートリッジ１００の筒部１２１にその係止部３１３を係止可能な径方向外周側の位置まで案内する。これにより、回転搬送部９２を搬送順方向に対応する回転方向（図中の矢印Ｃ参照）に回転させるだけで、折り返し部２０１の円弧形状部分で支持されている植物保持カートリッジ１００の筒部１２１に各可動スポーク部３０２の係止部３１３を係止させて搬送できる。
【００４３】
また、固定カム部３０３は、折り返し部２０１の円弧形状部分以外での内周角範囲に位置する可動スポーク部３０２に対し、その自重で一旦内径側に引き込ませた後、折り返し部２０１の導入側（図２、図８中の点Ｐ１）に到達した植物保持カートリッジ１００の筒部１２１に対して係止部３１３を円滑に挿入できる軌跡で移動させるよう径方向外周側に案内する。このとき、各係止部３１３は、植物保持カートリッジ１００に保持されている植物の根１３２を径方向で押さえるよう係止する。
【００４４】
そして折り返し部２０１の導出側（図２、図８中の点Ｐ２）では、植物保持カートリッジ１００に保持された植物全体の上下位置が反転して収穫対象の葉１３３が植物保持カートリッジ１００より下方に配置される。この状態の植物に対して切断部９３が、植物保持カートリッジ１００より下方部分、つまり植物の葉１３３の部分だけを切断して分離する。これにより、分離された葉１３３はその自重によって下方に落下し、捕集用コンベア９５上に捕集される。なお、切断部９３にウォータージェットを用いることで金属片の混入を防ぎ衛生面でも好適であるが、そのような点で十分に配慮されたカッタやワイヤを用いてもよい。
【００４５】
＜折り返し部より下流側の具体的構成について＞
折り返し部２０１より下流側における反転搬送レール９１周辺の具体的な構成を図９に示す。なお捩れ部２０２については、図示の煩雑を避けるために簡略的に示している。上述したように、反転搬送レール９１は、折り返し部２０１の導出側から延設して搬送方向に順に捩れ部２０２と終端部２０３を有している。
【００４６】
折り返し部２０１の導出側においては、植物保持カートリッジ１００より下方に位置する植物の葉１３３の部分が切断部９３により切断、分離され、植物保持カートリッジ１００にはその上方に植物の根１３２の部分だけが残った状態となる。この状態の植物保持カートリッジ１００をさらに搬送して捩れ部２０２に通過させることで、その全体の上下配置を再度１８０°反転させて残った根１３２を植物保持カートリッジ１００より下方に位置させることができる。これにより、根１３２をその自重により落下させて容易に廃棄できる。さらに、その落下予定位置の上方から、流体噴射部９４が植物保持カートリッジ１００へ向けて空気又は水などの流体を高い圧力で噴射することで、より確実に根１３２を落下除去できる。その後には、植物保持カートリッジ１００は植物をなにも保持していない空のホルダ１０１だけとなり、さらに搬送した先の終端部２０３から当該ホルダ１０１を落下させて排出できる。流体噴射部９４の下方位置と、終端部２０３の下方位置にそれぞれ適宜の回収カゴ９７，９８を置くことで、根１３２とホルダ１０１を自動的に分別できる。
【００４７】
＜本実施形態の効果＞
以上説明したように、本実施形態の収穫機である収穫部９は、植物保持カートリッジ１００に対し、搬送可能に支持しつつ当該植物全体の上下位置を反転させるよう案内する反転搬送レール９１を有する。そしてこの反転搬送レール９１に装填、支持された植物保持カートリッジ１００が、回転搬送部９２により搬送されることで植物全体の上下位置が反転して葉１３３が植物保持カートリッジ１００より下方に配置される。この状態の植物に対して切断部９３が、植物保持カートリッジ１００より下方部分、つまり植物の葉１３３の部分だけを切断して分離する。これにより、分離された葉１３３はその自重によって下方に落下し、捕集される。
【００４８】
以上の収穫工程において葉１３３の部分が捕集されるまでの間は、商品部分である葉１３３の部分に機器や治具等が一切触れることなく、衛生的かつ自動的に行うことができる。また、このような収穫部９を複数系統並設した場合でも、一つの軸駆動部で各系統の回転搬送部９２を駆動できるなど簡易な構成で実現できる。この結果、収穫部９は、水耕栽培における収穫工程を機能的に行うことができる。
【００４９】
なお、本実施形態で用いた植物保持カートリッジ１００は、植物全体の中央に位置する茎の外周に嵌合していることで葉１３３にほとんど触れることなく当該植物全体を適切な重心バランスで保持できる。しかし、上記ホルダ１０１を有するカートリッジの構成はあくまで一例であり、同様の保持機能を有する構成であれば他にもウレタン片で茎の部分を挟んだり、巻回するなどにより保持する構成であってもよい。
【００５０】
また、本実施形態では特に、反転搬送レール９１は、略下方側へ折り返す形状の折り返し部２０１を有する。これにより、植物保持カートリッジ１００を折り返し部２０１に通過させることでその上下配置を略反転させることができる。また、折り返し形状であることで当該収穫部９の設置長さを短縮化することができる。なお、この折り返し部２０１の代わりに、搬送方向の軸周りに捩れた形状（捩れ部２０２と同等の構成）としてもよい。
【００５１】
また、本実施形態では特に、折り返し部２０１は、略円弧形状で折り返すよう形成されており、植物保持カートリッジ１００に係止可能な係止部３１３をその軸周りの外周部分に備え、折り返し部２０１の内径側中心軸周りに回転可能に設けられた回転搬送部９２を有する。これにより、折り返し部２０１に到達した植物保持カートリッジ１００に対し、係止部３１３を係止させつつ回転搬送部９２を搬送順方向に回転させることで搬送できる。このように植物保持カートリッジ１００を個体別に搬送できることで、切断部９３の切断位置への搬送と切断部９３の動作タイミングを容易に同期させることができる。また、搬送手段の駆動機構を軸出力機構１つで簡易に実現でき、また当該収穫部９全体の設置面積の効率化を図ることができる。
【００５２】
また、本実施形態では特に、係止部３１３は、植物保持カートリッジ１００に保持された植物の根１３２を押さえるよう係止する。これにより、根１３２を介して植物が植物保持カートリッジ１００から脱落しないよう固定できるとともに、それまで有機養液に浸されていた根１３２から余分な有機養液を脱水できる。
【００５３】
また、本実施形態では特に、回転搬送部９２は、係止部３１３を回転搬送部９２の径方向に進退させるように構成された固定カム部３０３を有する。これにより、折り返し部２０１の導入側に到達した植物保持カートリッジ１００に対し、適切な周方向位置とタイミングで係止部３１３を円滑に係止させることができる。
【００５４】
また、本実施形態では特に、折り返し部２０１は、その略円弧形状の中心軸が水平方向に対して傾斜するよう配置されている。これにより、折り返し部２０１の導入側（図２中の点Ｐ１）と導出側（図２中の点Ｐ２）でそれぞれのレールを上下方向で見て重複させず水平方向にオフセットするよう配置できる。このため、導入側で回転搬送部９２の係止部３１３が植物の根１３２を押さえて脱水させた水滴を、導出側（略下方側）に位置する植物に滴下させるのを防ぐことができ、植物の商品価値を維持できる。
【００５５】
また、本実施形態では特に、反転搬送レール９１は、切断部９３より搬送方向下流側に、植物保持カートリッジ１００の上下配置をさらに略反転させるよう搬送方向の軸周りに捩れた形状の捩れ部２０２を有する。これにより、切断部９３で葉１３３が切断された後の植物保持カートリッジ１００に対し捩れ部２０２を通過させることでその上下配置を再度反転させることができ、当該植物保持カートリッジ１００に残った根１３２を下方に配置させてその自重により落下させて容易に廃棄できる。
【００５６】
また、本実施形態では特に、捩れ部２０２より搬送方向下流側に、上方から植物保持カートリッジ１００へ向けて流体を噴射するように構成された流体噴射部９４を有する。これにより、流体の噴射圧で植物保持カートリッジ１００からの根１３２の落下除去を補助できる。流体に水を用いた場合には、空のホルダ１０１の洗浄も合わせて行うことができる。
【００５７】
また、本実施形態では特に、反転搬送レール９１は、捩れ部２０２より搬送方向下流側に、植物保持カートリッジ１００の支持を解除するように構成された終端部２０３を有する。これにより、終端部２０３で植物保持カートリッジ１００自体をその自重で落下させて回収することができ、捩れ部２０２で落下する植物の根１３２とは異なる搬送方向位置で分別できる。
【００５８】
また、本実施形態では特に、切断部９３の下方に捕集用コンベア９５を有する。これにより、切断部９３で切断されて落下した収穫対象の葉１３３の部分に対し、捕集用コンベア９５を介して出荷作業を行う位置へ自動的に移送することができ、人手などで葉１３３に直接触れる機会を減らして商品価値を維持できる。
【００５９】
なお、以上の説明における「等しい」とは、厳密な意味ではない。すなわち、「等しい」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に等しい」という意味である。
【００６０】
また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。
【００６１】
その他、一々例示はしないが、上記実施形態や各変形例は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。
【符号の説明】
【００６２】
１            水耕栽培装置
５Ａ〜５Ｈ    第１〜８支持板
６            直線レール部
７            折り返しレール部
８            ライン統合部
９            収穫部（収穫機）
９１          反転搬送レール
９２          回転搬送部（搬送部）
９３          切断部
９４          流体噴射部
９５          捕集用コンベア
９７，９８    回収カゴ
１００        植物保持カートリッジ
１０１        ホルダ
１０２        培地
１２１        筒部
１２２        第１鍔部
１２３        第２鍔部
１３１        種子
１３２        根
１３３        葉
２０１        折り返し部
２０２        捩れ部
２０３        終端部
３０１        回転円環部
３０２        可動スポーク部
３０３        固定カム部
３１３        係止部
Ｌ            光
Ｗ            有機養液
Ｐ１          折り返し部の導入側
Ｐ２          折り返し部の導出側
Ｒ            搬送レール
【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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