植物栽培装置
【課題】栽培効率および使い勝手を向上させる植物栽培装置を提供する。
【解決手段】植物栽培装置１００は、植物が収容されている栽培ユニット１１０が培地ユニット１１１として格納される栽培棚Ｓを備える棚ユニット１２０と、案内レール１４９により規定される水平移動経路上を移動するとともに培地ユニット１１１の搬送および栽培棚Ｓに対する培地ユニット１１１の搬入出を行う移送装置とを備える。複数の栽培棚Ｓは、上下方向に多段に配置された１列の栽培棚列Ｃを構成する。棚ユニット１２０は、複数の栽培棚列Ｃから構成される栽培庫１２１と、植物が収容されていない栽培ユニット１１０の保持フレーム１１５が空ユニットとして保管されるストック棚列１７０を有する入出庫ステーション１２２とを備える。移送装置１３０は、ストック棚列１７０に対する保持フレーム１１５の搬入出を行う。
【解決手段】植物栽培装置１００は、植物が収容されている栽培ユニット１１０が培地ユニット１１１として格納される栽培棚Ｓを備える棚ユニット１２０と、案内レール１４９により規定される水平移動経路上を移動するとともに培地ユニット１１１の搬送および栽培棚Ｓに対する培地ユニット１１１の搬入出を行う移送装置とを備える。複数の栽培棚Ｓは、上下方向に多段に配置された１列の栽培棚列Ｃを構成する。棚ユニット１２０は、複数の栽培棚列Ｃから構成される栽培庫１２１と、植物が収容されていない栽培ユニット１１０の保持フレーム１１５が空ユニットとして保管されるストック棚列１７０を有する入出庫ステーション１２２とを備える。移送装置１３０は、ストック棚列１７０に対する保持フレーム１１５の搬入出を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、栽培対象である植物を収容可能な栽培ユニットが移送装置により移送されて格納される複数の栽培棚を備える植物栽培装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
植物栽培装置が、栽培対象である植物を収容可能な複数の栽培ユニットと、栽培ユニットを格納可能な複数の栽培棚を備える栽培庫と、栽培ユニットを搬送するとともに栽培棚に対して搬入出を行う移送装置とを備え、植物が収容された栽培ユニットが、移送装置により複数の栽培棚にそれぞれ格納されるものは知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２０９９７０号公報
【特許文献２】特開２００１−７８５６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の植物栽培装置においては、栽培される植物が収容されている栽培ユニット（以下、「培地ユニット」という。）が栽培庫を構成する複数の栽培棚に格納されている割合（以下、「格納率」という。）が高い状態で植物栽培装置を稼働させることが、栽培効率を高めるうえで望ましい。
【０００５】
しかしながら、植物栽培装置での栽培が終了した培地ユニットが、生育した植物を収穫するために、そのまま植物栽培装置の外部に搬出される場合、または、植物栽培装置での栽培が終了して植物が植えられていない栽培ユニット（以下、「空ユニット」という。）が植物栽培装置の外部で保管される場合には、培地ユニットまたは空ユニットを、植物栽培装置の外部へ搬出したり植物栽培装置の内部へ搬入するのに手間がかかり、また、空ユニットに植物を収容した後の培地ユニットを、植物栽培装置の外部からその内部に搬送するのに手間がかかるため、格納率が低い状態での時間が長くなり、栽培効率が低下し、植物栽培装置の使い勝手が低下するという問題があった。
【０００６】
さらに、培地ユニットと空ユニットとが、別々の搬送装置により搬送されるのでは、栽培ユニットに植物が収容されてから栽培棚に格納されるまでに時間がかかるうえ、別々の搬送装置が必要になって、植物栽培装置のコストが増加するという問題があった。
【０００７】
一方で、空ユニットが栽培棚に格納されるのでは、格納率が低下すること、さらに空ユニットに植物を植え付けるために、空ユニットを栽培棚から搬出する手間がかかることから、栽培効率が低下するという問題があった。
【０００８】
また、栽培ユニットは、植物栽培装置での移送装置による扱いを容易にするために、強度が高められていることから、その重量が大きくなることが多い。
しかしながら、栽培ユニット自体の重量が大きいと、該栽培ユニットに植物が植えられた培地ユニットの重量は一層大きくなるため、培地ユニットの搬送が手作業で行われる場合には、搬送作業が重労働になって、植物栽培装置の使い勝手が低下するという問題があった。
【０００９】
また、複数の栽培棚が上下方向に多段に配置された栽培棚列から栽培庫が構成される場合に、植物栽培装置での栽培が終了して、収穫のために栽培庫から培地ユニットが出庫されるときには、栽培終了期にある培地ユニットが格納されている栽培棚からの搬出に手間がかかるのでは、植物栽培装置の使い勝手が低下する。
【００１０】
さらに、複数の栽培棚が上下方向に多段に配置された栽培棚列から栽培庫が構成される場合に、１列の栽培棚列における各栽培棚に格納された培地ユニットに対して、栽培水を栽培水供給装置から栽培棚毎に独立して供給するのでは、栽培水の供給系統および排出系統の構造が複雑化して栽培庫が大型化するうえ、植物栽培装置のコストが増大するという問題があった。
【００１１】
本発明は、前述した問題を解決するものであって、本発明の目的は、栽培効率および使い勝手を向上させる植物栽培装置を提供することである。
そして、本発明の他の目的は、さらに、小型化が可能な植物栽培装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に係る発明は、栽培対象である植物を収容可能な複数の栽培ユニットと、前記植物が収容されている前記栽培ユニットが培地ユニットとして格納される複数の栽培棚を備える棚ユニットと、移動経路上を移動するとともに前記培地ユニットの搬送および前記栽培棚に対する前記培地ユニットの搬入出を行う移送装置とを備え、複数である所定数の前記栽培棚が上下方向に多段に配置された１列の栽培棚列を構成する植物栽培装置において、前記棚ユニットが、１以上の所定列数の前記栽培棚列から構成される栽培庫と、前記植物が収容されていない前記栽培ユニットが空ユニットとして保管されるストック部を有する作業ステーションとを備え、前記移送装置が、前記ストック部に対する前記空ユニットの搬入出を行うことにより、前述した課題を解決したものである。
【００１３】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の構成に加えて、前記ストック部が、上下方向に多段に配置された前記所定列数以上の数のストック棚から構成されるストック棚列であり、前記ストック棚列が、前記栽培棚列である特定栽培棚列に隣接して配置されるとともに前記特定栽培棚列に一体化されていることにより、前述した課題を解決したものである。
【００１４】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に係る発明の構成に加えて、前記作業ステーションが、前記栽培棚に入庫される前記培地ユニットが前記移動経路での入庫位置で停止した前記移送装置により載置される入庫部を有し、前記ストック部が、前記移送装置が入庫位置から前記移動経路上で移動することなく、前記ストック部から前記空ユニットを搬出可能で、かつ前記入庫部に搬入可能な位置にあることにより、前述した課題を解決したものである。
【００１５】
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれか１つに係る発明の構成に加えて、前記栽培ユニットが、前記植物が植えられた被収容物を収容する収容部材と、前記収容部材を着脱可能に保持するとともに前記移送装置により操作される保持部材とから構成され、前記空ユニットが、前記収容部材が取り外された状態の前記保持部材であることにより、前述した課題を解決したものである。
【００１６】
請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４のいずれか１つに係る発明の構成に加えて、前記各栽培棚列が、前記移送装置により前記栽培庫に入庫された直後の前記培地ユニットが格納される入庫用栽培棚または最上段栽培棚と、前記移送装置により前記栽培庫から出庫される直前の前記培地ユニットが格納される出庫用栽培棚または最下段栽培棚とを有し、前記作業ステーションが、前記移送装置により前記出庫用栽培棚または前記最下段栽培棚から搬出された前記培地ユニットが前記移送装置により搬送されて載置される出庫部を有し、前記出庫部が、前記各栽培棚列において、前記入庫用栽培棚または前記最上段栽培棚よりも前記出庫用栽培棚または前記最下段栽培棚に近い位置にあることにより、前述した課題を解決したものである。
【００１７】
請求項６に係る発明は、請求項１から請求項４のいずれか１つに係る発明の構成に加えて、前記栽培棚列の前記所定数の前記栽培棚が、１以上の前記栽培棚を含む複数である所定区数の区域に分けられ、下方に位置する前記区域ほど、棚の高さが高い前記栽培棚が含まれ、前記作業ステーションが、前記移送装置により最下部の前記区域の前記栽培棚から搬出された前記培地ユニットが前記移送装置により搬送されて載置される出庫部を有し、前記出庫部が、前記所定区数の前記区域において、前記最下部の前記区域に最も近い位置にあることにより、前述した課題を解決したものである。
【００１８】
請求項７に係る発明は、請求項１から請求項６のいずれか１つに係る発明の構成に加えて、前記各栽培棚列には、上下方向で隣接する前記栽培棚同士において、上段側に位置する前記栽培棚に格納された前記培地ユニットである上段側培地ユニットに供給された栽培水の余剰分を、下段側に位置する前記栽培棚に格納された前記培地ユニットである下段側培地ユニットに、前記上段側培地ユニットから導くための導水路が設けられることにより、前述した課題を解決したものである。
【００１９】
請求項８に係る発明は、請求項１から請求項６のいずれか１つに係る発明の構成に加えて、前記各栽培棚列のすべての前記栽培棚が、最上段の最上段栽培棚と、最下段の最下段栽培棚と、前記最上段栽培棚と前記最下段栽培棚との間の複数の中間段栽培棚とに分けられ、前記最上段栽培棚には、栽培水供給源からの栽培水が供給される第１給水口と、ドレンに余剰の栽培水を排出する第１排水口とが設けられ、前記最下段栽培棚には、前記栽培水供給源からの栽培水が供給される第２給水口と、前記ドレンに余剰の栽培水を排出する第２排水口とが設けられ、前記中間段栽培棚のうち、前記最上段栽培棚の直下の上部中間段栽培棚には、前記栽培水供給源からの栽培水が供給される第３給水口と、前記最下段栽培棚の直上の下部中間段栽培棚には、前記ドレンに余剰の栽培水を排出する第３排水口とが設けられ、上下方向で隣接する前記中間段栽培棚同士において、上段側に位置する前記中間段栽培棚に格納された前記培地ユニットである上段側培地ユニットに供給された栽培水を、下段側に位置する前記中間段栽培棚に格納された前記培地ユニットである下段側培地ユニットに、前記上段側培地ユニットから導く導水路が設けられ、前記第３給水口からの栽培水が前記導水路を通って順次下段側の前記培地ユニットに導かれて前記下部中間段栽培棚に格納された前記培地ユニットに供給された後、前記第３排水口から排出されることにより、前述した課題を解決したものである。
【発明の効果】
【００２０】
そこで、本発明の植物栽培装置は、栽培対象である植物を収容可能な複数の栽培ユニットと、植物が収容されている栽培ユニットが培地ユニットとして格納される複数の栽培棚を備える棚ユニットと、移動経路上を移動するとともに培地ユニットの搬送および栽培棚に対する前記培地ユニットの搬入出を行う移送装置とを備え、複数である所定数の栽培棚が上下方向に多段に配置された１列の栽培棚列を構成することにより、培地ユニットが格納される複数の栽培棚が上下方向に多段の栽培棚列を構成するので、上下方向でのスペースを利用して栽培棚を増やすことで、植物栽培装置を水平方向で小型化しながら、栽培される植物を増産することができるほかに、以下のような本発明に特有の効果を奏する。
【００２１】
すなわち、請求項１に係る発明の植物栽培装置によれば、棚ユニットが、１以上の所定列数の栽培棚列から構成される栽培庫と、植物が収容されていない栽培ユニットが空ユニットとして保管されるストック部を有する作業ステーションとを備えることにより、栽培された植物の収穫後などのために植物が植えられていない空ユニットが保管されるストック部が、植物が植えられている培地ユニットが格納される栽培庫を備える棚ユニットの一部として植物栽培装置に組み込まれるので、空ユニットを植物栽培装置の外部に搬出する必要がなく、培地ユニットを得るための空ユニットの搬送の作業効率が向上する結果、栽培庫での格納率が高い状態で植物栽培装置を稼働させることができて、植物栽培装置の栽培効率を向上させることができる。
【００２２】
しかも、移送装置が、ストック部に対する空ユニットの搬入出を行うことにより、ストック部への空ユニットの搬送は、栽培庫において栽培棚同士の間での培地ユニットの搬送および栽培棚に対する培地ユニットの搬入出を行う移送装置を利用して行われるので、ストック部に対して空ストックの搬入出を行うための専用の移送装置が不要になって、植物栽培装置のコストを削減することができ、さらにストック部に対する空ストックの搬入出を、栽培棚に対する培地ユニットの搬入出と同じ搬入出形態で行うことで、植物栽培装置の使い勝手を向上させることができるうえ、移送装置の構造を簡素化することができ、植物栽培装置のコストを削減することができる。
【００２３】
請求項２に係る発明の植物栽培装置によれば、請求項１に係る発明が奏する効果に加えて、次の効果が奏される。
ストック部が、上下方向に多段に配置された所定列数以上の数のストック棚から構成されるストック棚列であることにより、ストック棚列には、栽培庫のすべての栽培棚列のそれぞれに対して、空ユニットが保管されるストック棚が少なくとも１つ確保されるので、各栽培棚列のための空ユニットおよび培地ユニットの搬送の作業効率を向上させることができて、栽培効率を向上させることができる。
ストック棚列が、栽培棚列である特定栽培棚列に隣接して配置されるとともに特定栽培棚列に一体化されていることにより、栽培棚列とストック棚を備える棚ユニットを小型化することができ、ひいては植物栽培装置を小型化することができる。
【００２４】
請求項３に係る発明の植物栽培装置によれば、請求項１または請求項２に係る発明が奏する効果に加えて、次の効果が奏される。
作業ステーションが、栽培棚に入庫される培地ユニットが移動経路での入庫位置で停止した移送装置により載置される入庫部を有し、ストック部が、移送装置が入庫位置から移動経路上で移動することなく、ストック部から空ユニットを搬出可能で、かつ入庫部に搬入可能な位置にあることにより、栽培ユニットを空ユニットから培地ユニットにするために、空ユニットが移送装置によりストック部から搬出されるとき、移送装置は入庫位置から移動経路上を移動することなくストック部から空ユニットを搬出することができるので、培地ユニットを得るための空ユニットの搬送時間が短縮されて、空ユニットの搬送の作業効率が向上し、ひいては空ユニットから得られる培地ユニットの栽培棚への搬送時間が短縮されて、植物栽培装置の使い勝手を向上させることができる。
【００２５】
請求項４に係る発明の植物栽培装置によれば、請求項１から請求項３のいずれか１つに係る発明が奏する効果に加えて、次の効果が奏される。
栽培ユニットが、植物が植えられた被収容物を収容する収容部材と、収容部材を着脱可能に保持するとともに移送装置により操作される保持部材とから構成されることにより、移送装置に操作される保持部材の強度を高めることで、移送装置による培地ユニットの取扱いの容易性が確保されるとともに、保持部材が、植物が収容される収容部材を補強する補強部材ともなることで収容部材の軽量化が可能になるので、植物栽培装置からの植物の搬出の際には、植物が収容された収容部材のみを培地ユニットから取り出して移送することが可能になるめ、植物栽培装置からの植物の搬出の際に植物が収容された収容部材の運搬作業を容易化することができる。
また、空ユニットが、収容部材が取り外された状態の保持部材であることにより、収容部材が取り外された保持部材は、空ユニットとして、ストック部に保管されるなどして、植物栽培装置の内部に留まるので、栽培が開始される植物が収容された収容部材との合体による培地ユニットの作成を容易化することができる。
【００２６】
請求項５に係る発明の植物栽培装置によれば、請求項１から請求項４のいずれか１つに係る発明が奏する効果に加えて、次の効果が奏される。
各栽培棚列が、移送装置により栽培庫に入庫された直後の培地ユニットが格納される入庫用栽培棚または最上段栽培棚と、移送装置により栽培庫から出庫される直前の培地ユニットが格納される出庫用栽培棚または最下段栽培棚とを有し、作業ステーションが、移送装置により出庫用栽培棚または最下段栽培棚から搬出された培地ユニットが移送装置により搬送されて載置される出庫部を有し、出庫部が、各栽培棚列において、入庫用栽培棚または最上段栽培棚よりも出庫用栽培棚または最下段栽培棚に近い位置にあることにより、栽培棚列の栽培棚のうちで、出庫部と出庫用栽培棚または最下段栽培棚との間の距離は、出庫部と入庫用栽培棚または最上段栽培棚との間の距離よりも短いので、栽培庫から出庫される培地ユニット、代表的には、植物栽培装置での栽培が終了して収穫時期に達した植物が収容された培地ユニットを、出庫部まで搬送する時間が短くなり、培地ユニットを出庫させるための搬送の作業効率を向上させることができ、植物栽培装置の使い勝手を向上させることができる。
【００２７】
請求項６に係る発明の植物栽培装置によれば、請求項１から請求項４のいずれか１つに係る発明が奏する効果に加えて、次の効果が奏される。
栽培棚列の前記所定数の栽培棚が、１以上の栽培棚を含む複数である所定区数の区域に分けられ、下方に位置する区域ほど、棚の高さが高い栽培棚が含まれ、作業ステーションが、移送装置により最下部の区域の栽培棚から搬出された培地ユニットが移送装置により搬送されて載置される出庫部を有し、出庫部が、前記所定区数の前記区域において、最下部の区域に最も近い位置にあることにより、栽培棚列の栽培棚のうちで、出庫部と最下部の区域との間の距離は、出庫部と最下部の区域以外の区域との間の距離よりも短いので、栽培庫から出庫される培地ユニット、代表的には、生長して背丈が高くなった植物が収容された培地ユニットを出庫部まで搬送する時間が短くなり、培地ユニットを出庫させるための搬送の作業効率を向上させることができ、植物栽培装置の使い勝手を向上させることができる。
【００２８】
請求項７に係る発明の植物栽培装置によれば、請求項１から請求項６のいずれか１つに係る発明が奏する効果に加えて、次の効果が奏される。
各栽培棚列には、上下方向で隣接する栽培棚同士において、上段側に位置する栽培棚に格納された培地ユニットである上段側培地ユニットに供給された栽培水の余剰分を、下段側に位置する栽培棚に格納された培地ユニットである下段側培地ユニットに、上段側培地ユニットから導くための導水路が設けられることにより、上段側培地ユニットに供給された栽培水の余剰分は、導水路を通じて下段側培地ユニットに供給されるので、栽培水の供給および排出が培地ユニット毎に独立して行われる場合に比べて、栽培水の供給系統および排出系統の構造（例えば配管）が簡素化されて、植物栽培装置を小型化することができ、また植物栽培装置のコストを削減することができる。
【００２９】
請求項８に係る発明の植物栽培装置によれば、請求項１から請求項６のいずれか１つに係る発明が奏する効果に加えて、次の効果が奏される。
各栽培棚列のすべての栽培棚が、最上段の最上段栽培棚と、最下段の最下段栽培棚と、最上段栽培棚と最下段栽培棚との間の複数の中間段栽培棚とに分けられ、最上段栽培棚には、栽培水供給源からの栽培水が供給される第１給水口と、ドレンに余剰の栽培水を排出する第１排水口とが設けられ、最下段栽培棚には、栽培水供給源からの栽培水が供給される第２給水口と、ドレンに余剰の栽培水を排出する第２排水口とが設けられ、中間段栽培棚のうち、最上段栽培棚の直下の上部中間段栽培棚には、栽培水供給源からの栽培水が供給される第３給水口と、最下段栽培棚の直上の下部中間段栽培棚には、ドレンに余剰の栽培水を排出する第３排水口とが設けられ、上下方向で隣接する中間段栽培棚同士において、上段側に位置する中間段栽培棚に格納された培地ユニットである上段側培地ユニットに供給された栽培水を、下段側に位置する中間段栽培棚に格納された培地ユニットである下段側培地ユニットに、上段側培地ユニットから導く導水路が設けられ、第３給水口からの栽培水が導水路を通って順次下段側の培地ユニットに導かれて下部中間段栽培棚に格納された培地ユニットに供給された後、第３排水口から排出されることにより、各栽培棚列において、最上段栽培棚、最下段栽培棚および中間段栽培棚の三区分で、栽培水の供給および排出を互いに独立して制御できるので、各栽培棚に対する培地ユニットの搬入出が行われる際に、栽培水の供給停止の及ぶ範囲を制限することが可能になって、構造の簡素化を実現しながら、植物栽培装置の栽培効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施例である植物栽培装置の全体斜視図。
【図２】図１のＩＩ矢視での植物栽培装置の栽培庫の図。
【図３】図１の植物栽培装置の栽培ユニットの分解斜視図。
【図４】図２のＩＶ部分の要部拡大図断面図。
【図５】培地ユニットの入庫準備工程および入庫工程を説明するための、図１の植物栽培装置の要部斜視図であり、（ａ）は、移送装置が、保持フレームをストック部から入出庫部に移送するために、入出庫位置に位置している状態を示す図、（ｂ）は、保持フレームが、ストック部から移送装置により移送されて、入出庫部に載置された状態を示す図、（ｃ）は、入出庫部において、保持フレームに培地トレーが保持されて培地ユニットが作成された状態を示す図、（ｄ）は、入出庫部の培地ユニットが、移送装置により移送されて、栽培庫の１つの最上段栽培棚に格納された状態を示す図。
【図６】培地ユニットの出庫工程を説明するための図５と同様の図であり、（ａ）は、ストック部のすべての保持フレームが培地ユニットにされて栽培棚に格納された栽培庫において、１つの最下段栽培棚に格納された培地ユニットが、移送装置により移送されて、入出庫部に載置された状態を示す図、（ｂ）は、入出庫部において、保持フレームから培地トレーが取り外された状態を示す図、（ｃ）は、保持フレームが、入出庫部から移送装置により移送されて、ストック部に載置された状態を示す図、（ｄ）は、栽培庫のすべての最下段栽培棚の培地ユニットが出庫され、ストック部に保持フレームが保管された状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の植物栽培装置は、栽培対象である植物を収容可能な複数の栽培ユニットと、前記植物が収容されている前記栽培ユニットが培地ユニットとして格納される複数の栽培棚を備える棚ユニットと、移動経路上を移動するとともに前記培地ユニットの搬送および前記栽培棚に対する前記培地ユニットの搬入出を行う移送装置とを備え、複数である所定数の前記栽培棚が上下方向に多段に配置された１列の栽培棚列を構成し、前記棚ユニットが、１以上の所定列数の前記栽培棚列から構成される栽培庫と、前記植物が収容されていない前記栽培ユニットが空ユニットとして保管されるストック部を有する作業ステーションとを備え、前記移送装置が、前記ストック部に対する前記空ユニットの搬入出を行い、栽培効率および使い勝手を向上させるものであれば、その具体的な態様は如何なるものであっても何ら構わない。
【００３２】
例えば、本発明の植物栽培装置における植物は、野菜、穀物、豆類、果実、観賞用植物等のいかなる植物であってもよく、また種、苗等のいかなる状態から生育を開始するもののでもよく、いかなる状態で生育を完了するものであってもよい。
本発明の植物栽培装置は、ビニールハウスや建物などの屋内および屋外のいずれに設置されるものであってもよい。
本発明の植物栽培装置の栽培ユニットは、培地を直接収容するものでもよく、培地が収容されている容器を収容するものであってもよい。
【実施例】
【００３３】
本発明の実施例を、図１〜図６を参照して説明する。
本発明の実施例である植物栽培装置１００の全体斜視図である図１を参照すると、植物栽培装置１００は、設置部としての平面状の床１０１に設置される立体型植物栽培装置である。
併せて、植物栽培装置１００の栽培庫１２１の図である図２、および、栽培ユニット１１０の分解斜視図である図３を参照すると、植物栽培装置１００は、栽培対象である植物１０２（図３参照）を収容可能な複数の栽培ユニット１１０と、植物１０２が収容された栽培ユニット１１０を培地ユニット１１１としてそれぞれ格納可能な複数の栽培棚Ｓを備える棚ユニット１２０と、培地ユニット１１１を自動的に搬送するとともに任意の栽培棚Ｓに対して自動的に搬入出を行う移送装置１３０と、各栽培棚Ｓに格納された培地ユニット１１１の植物１０２を生育させるための栽培環境を設定する栽培環境設定装置（図２には、栽培環境設定装置を構成する装置の１つである栽培水供給装置１５０が示されている。）と、操作者が操作する制御盤（図示されず）および各種センサ（図示されず）からの入力信号に応じて移送装置１３０および前記栽培環境設定装置を制御する制御装置１０５（図１に模式的に示されている。）とを備えている。
なお、図１，図２においては、図の繁雑化を避けるために、培地ユニット１１１に収容された植物１０２が省略されている。
【００３４】
棚ユニット１２０は、１以上の所定列数の、本実施例では、複数としての１２の栽培棚列Ｃから構成される栽培庫１２１と、栽培庫１２１に入庫される培地ユニット１１１（すなわち、植物１０２が収容された状態の栽培ユニット１１０である。）が移送装置１３０により栽培庫１２１に搬送されるとともに栽培庫１２１から出庫された培地ユニット１１１が移送装置１３０により搬送されてくる作業ステーションとしての入出庫ステーション１２２と、各栽培棚Ｓおよび入出庫ステーション１２２の後述する棚１６１，１７１を支持する枠体１２３とを備えている。
【００３５】
栽培庫１２１は、複数の栽培棚Ｓを有する１以上の所定ブロック数の、本実施例では複数としての２つの第１，第２棚列ブロック１２５，１２６を有する。
各棚列ブロック１２５，１２６は、１以上の、本実施例では６つの栽培棚列Ｃから構成されている。
【００３６】
前記栽培環境設定装置には、各栽培棚Ｓに格納された培地ユニット１１１に栽培水を供給する栽培水供給装置１５０、植物１０２に光を照射する光源装置（図示されず）、温度や湿度を調整すると共に送風機能を有する空調装置（図示されず）などが含まれる。
ここで、栽培水は、培養液のほかに、肥料を含有していない水などを含み、植物１０２の生育に必要な液体を意味する。
【００３７】
図３および図２の一部の要部拡大図断面図である図４を参照すると、栽培ユニット１１０は、作業者により植物１０２が植えられた培地を収容する容器であるプランター１０３を収容可能な収容部材としての合成樹脂製の培地トレー１１２と、作業者により運搬される培地トレー１１２を着脱可能に保持するとともに移送装置１３０により操作される保持部材としての金属製の保持フレーム１１５とから構成されている。
【００３８】
被収容物としてのプランター１０３を収容して保持する培地トレー１１２は、１以上の、本実施例では複数のプランター１０３が載置される底壁１１２ａを有する。底壁１１２ａには、培地トレー１１２に供給された栽培水が流入する導水溝１１３と、導水溝１１３の底部に位置するとともに導水溝１１３に流入した栽培水を後述する導水路１５４ａに排出するための導出口１１４とが設けられている。
このため、栽培水供給装置１５０から培地トレー１１２に供給された栽培水のうち、その一部分は各プランター１０３に与えられ、余剰分は導水溝１１３および導出口１１４を順次流れて、導水路１５４ａに流入する。
【００３９】
保持フレーム１１５は、プランター１０３を収容している状態の培地トレー１１２を補強する補強部材である。保持フレーム１１５は、上下方向で導出口１１４に対向する位置を含む領域で上下方向に開口する窓１１６が設けられた底壁１１５ａと、移送装置１３０により移載されるときの保持フレーム１１５（したがって、培地ユニット１１１でもある。）の移載方向（図１，図２参照）で対向する１対の側壁１１５ｂとを備える。各側壁１１５ｂには、移送装置１３０と係合可能な係合部１１７が設けられている。
【００４０】
図２を参照すると、移送装置１３０は、培地ユニット１１１および保持フレーム１１５を各栽培棚Ｓに対して搬入出する移載機構１３１と、該移載機構１３１により移載される培地ユニット１１１を移載機構１３１とともに水平方向および上下方向に搬送する搬送機構１４１とを備える。移載機構１３１および搬送機構１４１は、制御装置１０５により制御されて自動的に作動する。なお、本実施例では、搬送機構１４１は保持フレーム１１５を上下方向に搬送する。
【００４１】
搬送機構１４１に搭載されている移載機構１３１は、搬送機構１４１の移載棚１４２に設けられるとともに水平面上で移載方向に直交する方向（本実施例では、後述する水平移動方向である。）で離隔する１対のローラ列１３２と、移載棚１４２に移動可能に設けられるとともに移載方向に一直線上で往復運動可能な可動体１３３と、該可動体１３３に設けられるとともに、栽培棚Ｓに対して培地ユニット１１１を搬入出可能とするために保持フレーム１１５の係合部１１７と係合可能な操作部１３４とを備えている。
【００４２】
可動体１３３は、駆動部材（図示されず）により駆動されて、移載方向での移載棚１４２の両端部の間で移動可能である。図２には、移載棚１４２の一方の端部に位置することで第１位置を占めるときの可動体１３３が実線で示され、移載棚１４２の他方の端部に位置することで第２位置を占めるときの可動体１３３が二点鎖線で示されている。
１対のローラ列１３２の間に位置する操作部１３４は、アクチュエータ（図示されず）により駆動されて係合部１１７と係合する係合位置と、係合部１１７との係合が解除される係合解除位置との間で、可動体１３３に対して上下方向に移動可能な可動式の係合部である。
【００４３】
可動体１３３が前記第１位置を占めていて、操作部１３４と係合部１１７とが係合状態にあるとき、可動体１３３は移載方向での一方向（図２において左方）に移動することで、第１棚列ブロック１２５の栽培棚Ｓから培地ユニット１１１を搬出して、移載棚１４２に移載する一方、移載棚１４２に載置されている培地ユニット１１１を第２棚列ブロック１２６の栽培棚Ｓに搬入して、格納する。
【００４４】
同様に、可動体１３３が前記第２位置を占めていて、操作部１３４と係合部１１７とが係合状態にあるとき、可動体１３３は移載方向での他方向（図２において右方）に移動することで、第２棚列ブロック１２５の栽培棚Ｓから培地ユニット１１１を搬出して、移載棚１４２に移載する一方、移載棚１４２に載置されている培地ユニット１１１を第１棚列ブロック１２６の栽培棚Ｓに搬入して、格納する。
【００４５】
搬送機構１４１は、移載機構１３１により栽培棚Ｓとの間で移載される培地ユニット１１１が載置される移載棚１４２と、移載棚１４２を移載機構１３１とともに上下方向に平行に移動させる昇降部１４３と、移載棚１４２および昇降部１４３を移載機構１３１とともに水平方向である水平移動方向に移動させる水平移動部１４６とを備えている。
【００４６】
昇降部１４３は、昇降案内部材である４つの支柱１４４と、各支柱１４４に沿って上下方向に延びて設けられたチェーン（図示されず）と、移載棚１４２に設けられて該チェーンに噛合するスプロケット１４５とを有する。そして、スプロケット１４５が回転駆動部材（図示されず）により回転駆動されることによって、移載棚１４２が、栽培棚Ｓに対して移載機構１３１による搬入出が可能になる位置で停止可能に上下に移動する。
【００４７】
水平移動部１４６は、支持板１４８と協働して支柱１４４を支持するとともに回転駆動部材（図示されず）により駆動される基台１４７と、基台１４７（したがって、搬送機構１４１）の移動経路である水平移動経路を規定する案内部としての案内レール１４９とを備えている。
案内レール１４９は、床１０１および枠体１２３の上部にそれぞれ設けられた直線状の第１，第２案内レール１４９ｂ，１４９ａにより構成される。そして、水平移動経路は、上下方向から見て（以下、「平面視」という。）、移載方向に直交する方向に一直線状に延びている。
【００４８】
図１，図２を参照すると、第１棚列ブロック１２５の各栽培棚列Ｃおよび第２棚列ブロック１２６の各栽培棚列Ｃは、搬送機構１４１の移動方向としての水平移動方向に直交する水平方向である移載方向で案内レール１４９を挟んで配置され、かつ移載方向で第１，第２棚列ブロック１２５，１２６の栽培棚Ｓ同士が互いに対向するように、しかも水平移動経路上または水平移動方向で同じ位置に配置されている。
【００４９】
１列である各栽培棚列Ｃは、上下方向に多段に配置された、複数である所定数の、本実施例では、４以上の数である１５の栽培棚Ｓから構成されて、同一の構造を有する。したがって、栽培庫１２１の１列毎の栽培棚列Ｃは、前記所定数の段である１５段の棚であり、各栽培棚列Ｃにおける同一段での栽培棚Ｓの上下方向での位置は同じである。
別の例として、１列の栽培棚列Ｃを構成する栽培棚Ｓの個数は、複数の栽培棚列Ｃにおいて異なっていてもよい。
【００５０】
各栽培棚列Ｃは、最上段の最上段栽培棚Ｓ１と、最下段の最下段栽培棚Ｓ２と、最上段栽培棚Ｓ１と最下段栽培棚Ｓ２との間の中間段である１以上の、本実施例では複数としての１３段の中間段栽培棚Ｓ３とから構成されている。
中間段栽培棚Ｓ３は、最上段栽培棚Ｓ１の直下段である上部中間段栽培棚Ｓ３ａと、最下段栽培棚Ｓ２の直上段である下部中間栽培棚Ｓ３ｂと、上部中間段栽培棚Ｓ３ａと下部中間段栽培棚Ｓ３ｂとの間の中部中間段栽培棚Ｓ３ｃとから構成されている。
【００５１】
そして、各栽培棚列Ｃにおいて、最上段栽培棚Ｓ１は、入出庫ステーション１２２から栽培庫１２１に搬入された（すなわち、入庫された）直後の培地ユニット１１１が栽培庫１２１において最初に格納される栽培開始用栽培棚または入庫用栽培棚であり、最下段栽培棚Ｓ２は、培地ユニット１１１が栽培庫１２１から入出庫ステーション１２２に搬出される（すなわち、出庫される）直前の培地ユニット１１１が格納される収穫用栽培棚または出庫用栽培棚である。
【００５２】
各栽培棚列Ｃのすべての栽培棚Ｓは、最上段栽培棚Ｓ１から最下段栽培棚Ｓ２に至るまでの間で、１以上の設定数の栽培棚Ｓを含む複数である所定区数の区域Ｒに分けられ、該区域Ｒ毎に、棚の高さＨが異なる栽培棚Ｓから構成されている。
本実施例では、各栽培棚列Ｃは、複数としての３つの区域Ｒ、具体的には、最上部の最上区域Ｒ１と、最下部の最下区域Ｒ２と、最上区域Ｒ１と最下区域Ｒ２との間の中間区域Ｒ３とに分けられる。
各区域Ｒ１〜Ｒ３は、いずれも等しい前記設定段数である複数としての５段の栽培棚Ｓを含む。
【００５３】
各栽培棚列Ｃは、棚の高さＨが複数の段階で異なる栽培棚Ｓから構成される。
具体的には、各区域Ｒ１〜Ｒ３毎の棚の高さＨは、最上段栽培棚Ｓ１を含む最上区域Ｒ１から最下段栽培棚Ｓ２を含む最下区域Ｒ２に向かうにつれて高くなるように変化し、栽培棚Ｓ毎の棚の高さＨは、最上段栽培棚Ｓ１から最下段栽培棚Ｓ２に向かって高くなる傾向を有する。
このため、下方に位置する区域Ｒほど、棚の高さＨが高い栽培棚Ｓが含まれ、最下段栽培棚Ｓ２の棚の高さＨは、最上段栽培棚Ｓ１の棚の高さＨよりも高い。
【００５４】
なお、各区域Ｒ１〜Ｒ３において、最上部に位置する栽培棚Ｓの高さは、上下方向で隣接する区域Ｒ１，Ｒ２；Ｒ２，Ｒ３の境界を分かり易くするために、各区域Ｒ１〜Ｒ３内の他の栽培棚Ｓの棚の高さＨよりも高く設定されているが、別の例として、区域Ｒ１〜Ｒ３のそれぞれに含まれるすべての栽培棚Ｓの棚の高さＨは、同一であってもよい。
そして、培地ユニット１１１は、植えられている植物１０２が生長して背丈が高くなるにつれて、棚の高さＨが高い栽培棚Ｓに、したがってより下段側の栽培棚Ｓに、移送装置１３０により移送される。
【００５５】
栽培水供給装置１５０が模式的に示されている図２および図４を参照すると、各栽培棚Ｓに格納された培地ユニット１１１に栽培水を供給する栽培水供給装置１５０は、栽培水供給源１５１と、栽培数供給源１５１からの栽培水を培地ユニット１１１に導くための給水路１５２ａを形成する給水管１５２と、給水路１５２ａに設けられるとともに制御装置１０５により制御されて栽培水の供給・停止を行う給水調整弁１５３と、導水路１５４ａを形成する導水管１５４と、培地ユニット１１１からの余剰の栽培水を排出する排水路１５５ａを形成する排水管１５５と、排水路１５５ａを通じて余剰の栽培水が導かれるドレン１５６とを有する。
各栽培棚Ｓに設けられた導水路１５４ａには、栽培ユニット１１０の培地トレー１１２の導出口１１４からの栽培水が流入する。そして、すべての導水路１５４ａの入口１５４ｉおよび出口１５４ｏは、平面視で、重なる位置に配置されている。
【００５６】
栽培水供給装置１５０において、各栽培棚列Ｃにおける特定栽培棚としての最上段栽培棚Ｓ１、最下段栽培棚Ｓ２および上部中間段栽培棚Ｓ３ａに格納された培地ユニット１１１の培地トレー１１２に、給水路１５２ａの給水口１５７から栽培水が供給され、最上段栽培棚Ｓ１、最下段栽培棚Ｓ２および特定栽培棚として下部中間段栽培棚Ｓ３ｂの培地ユニット１１１の培地トレー１１２から、排水路１５５ａの排水口１５８に余剰の栽培水がドレン１５６に排出される。
なお、図１，図２において、最上段栽培棚Ｓ１には、培地ユニット１１が格納されていない状態が示されている。
【００５７】
具体的には、最上段栽培棚Ｓ１には、給水路１５２ａからの栽培水が流出する第１給水口としての給水口１５７ａと、該給水口１５７ａから供給された栽培水の余剰分を排出する第１排水口としての排水口１５８ａとが設けられる。排水口１５８ａは、最上段栽培棚Ｓ１に設けられた第１導水路としての導水路１５４の出口１５４ｏである。
最下段栽培棚Ｓ２には、給水路１５２ａからの栽培水が流出する第２給水口としての給水口１５７ｂと、該給水口１５７ｂから供給された栽培水の余剰分を排出する第２排水口としての排水口１５８ｂとが設けられる。排水口１５８ｂは、最下段栽培棚Ｓ２に設けられた第２導水路としての導水路１５４ａの出口１５４ｏである。
【００５８】
また、中間段栽培棚Ｓ３のうち、上部中間段栽培棚Ｓ３ａには、ドレン１５６に連なる排水口１５８は設けられずに、第３給水口としての給水口１５７ｃのみが設けられ、下部中間段栽培棚Ｓ３ｂには、給水路１５２ａに連なる給水口１５７は設けられずに、上下方向で上部中間段栽培棚Ｓ３ａと下部中間段栽培棚Ｓ３ｂとの間に配置された中部中間段栽培棚Ｓ３ｃを導水路１５４ａを通って上段側から下段側に順次通った栽培水を排水路１５５ａに流出させる第３排水口である排水口１５８ｃのみが設けられる。排水口１５８ｃは、下部中間段栽培棚Ｓ３ｂに設けられた第３導水路としての導水路１５４ａの出口１５４ｏである。
【００５９】
中間段栽培棚Ｓ３に設けられた中間導水路としての導水路１５４ａは、上下方向で隣接する栽培棚Ｓ同士である中間段栽培棚Ｓ３同士において、上段に位置する中間段栽培棚Ｓ３に格納された上段側培地ユニット１１１（例えば、図４の培地ユニット１１１ａ）に供給された栽培水の余剰分を、下段に位置する中間段栽培棚Ｓ３に格納された下段側培地ユニット１１１（例えば、培地ユニット１１１ｂ）に、該上段側培地ユニット１１１から導く。
さらに、すべての導水路１５４ａの出口１５４ｏは、平面視で、重なる位置に配置されることで、１以上の中間段栽培棚Ｓ３に培地ユニット１１１が格納されていない状態にあるときにも、培地ユニット１１１がない中間段栽培棚Ｓ３を飛ばして、より下段側の中間段栽培棚Ｓ３に、出口１５４ｏから水が供給される。
したがって、栽培水は、給水口１５７から最上段から２段目の上部中間段栽培棚Ｓ３ａに供給され、該上部中間段栽培棚Ｓ３ａから、中部中間段栽培棚Ｓ３ｃを上段側から下段側に、導水路１５４ａを介して、順次、連続して流れ、最下段から２段目の下部中間段栽培棚Ｓ３ｂに達した後に、排水口１５８ｃから排水される。
【００６０】
図１，図２を参照すると、入出庫ステーション１２２は、搬送機構１４１により搬送されて栽培庫１２１に入庫される培地ユニット１１１が載置される入庫部および移送装置１３０により栽培庫１２１から出庫された培地ユニット１１１が載置される出庫部を構成する入出庫部１６０と、植物１０２が収容されていない栽培ユニット１１０の保持フレーム１１５が空ユニットとして、移送装置１３０の移載機構１３１による搬入出が可能に保管されるストック部としての１以上の列数の、本実施例では１列のストック棚列１７０とを有する。
入出庫部１６０とストック棚列１７０とは、水平移動経路を挟んで、移載方向で対向する位置にあり、かつ水平移動経路上でまたは水平移動方向で同じ位置にある。
【００６１】
入出庫ステーション１２２、したがって入出庫部１６０およびストック棚列１７０は、搬送機構１４１の水平移動方向で栽培庫１２１に隣接した位置に、該栽培庫１２１と一体化されて設けられている。
より具体的には、栽培庫１２１に対する入出庫ステーション１２２の位置は、搬送機構１４１が各棚列ブロック１２５，１２６での隣接する栽培棚列Ｃ同士間で水平移動経路上を移動するときの移動距離と同じ距離だけ、入出庫ステーション１２２に隣接する特定栽培棚列としての栽培棚列Ｃ１，Ｃ２に対して水平移動経路上を移動することで、入出庫部１６０およびストック棚列１７０に対する培地ユニット１１１または保持フレーム１１５の搬出または搬入が可能になる位置であり、換言すれば、水平移動方向で隣接する栽培棚列Ｃ間の間隔と同じ間隔で栽培庫１２１に水平移動方向で隣接した位置である。
【００６２】
入出庫部１６０は、２つの棚列ブロック１２５，１２６のうちの１つの棚列ブロックである第２棚列ブロック１２６に水平移動方向で隣接して配置され、該第２棚列ブロック１２６の端部に位置する栽培棚列Ｃ２に隣接するとともに該栽培棚列Ｃ２に一体化されている。
一方、ストック棚列１７０は、２つの棚列ブロック１２５，１２６のうちの別の１つの棚列ブロックである第１棚列ブロック１２５に移動方向で隣接して配置され、第１棚列ブロック１２５の端部に位置する特定栽培列棚としての栽培棚列Ｃ１に隣接するとともに該栽培棚列Ｃ１に一体化されている。
したがって、移送装置１３０は、栽培庫１２１での培地ユニット１１１の水平方向および上下方向での搬送の形態および栽培棚Ｓに対する培地ユニット１１１の搬入出の形態と同じ搬送形態および搬入出形態で、入出庫ステーション１２２において培地ユニット１１１および保持フレーム１１５の搬送および搬入出を行う。
【００６３】
入出庫部１６０は、上下方向に１以上の段の、本実施例では１段の載置棚である入出庫棚１６１から構成される。
入出庫棚１６１は、移送装置１３０により移送されて栽培庫１２１に入庫される前の培地ユニット１１１が載置される入庫棚であり、また、移送装置１３０により移送されて栽培庫１２１から出庫された後の培地ユニット１１１が載置される出庫棚でもある。
また、入出庫棚１６１は、各栽培棚列Ｃのすべての栽培棚Ｓのうちで、最上段栽培棚Ｓ１および中間段栽培棚Ｓ３よりも最下段栽培棚Ｓ２に近い位置にあり、また、下部区域Ｒ２に含まれる最下段栽培棚Ｓ２に最も近い位置にあり、また、前記所定区数の区域Ｒ１〜Ｒ３のうちで、最下区域Ｒ２に最も近い位置にある。
【００６４】
ストック棚列１７０は、栽培庫１２１を構成する栽培棚列Ｃの数である前記所定列数以上の数の、本実施形態では該所定列数と同数の１２のストック棚１７１から構成される。
最下段のストック棚１７１は、上下方向で、栽培棚列Ｃの最下段栽培棚Ｓ２と同じ位置にあり、最上段のストック棚１７１は、栽培棚列Ｃの同一段での栽培棚Ｓである中間段栽培棚Ｓ３と同じ位置にあり、各ストック棚１７１の棚の高さは、栽培棚列Ｃでの同一段での栽培棚Ｓの棚の高さＨと同じであり、上下方向での位置に応じて異なる。
別の例として、すべてのストック棚１７１の棚の高さは同一であってもよく、また１以上のストック棚１７１の棚の高さが、栽培棚Ｓの棚の高さＨとは異なっていてもよい。
【００６５】
各ストック棚１７１には、栽培棚Ｓから搬出されて入出庫棚１６１に載置され培地ユニット１１１からプランター１０３を収容している培地トレー１１２が取り出された後、残った保持フレーム１１５が空ユニットとして、上下方向で最下段のストック棚１７１と同じ位置にある入出庫棚１６１から、移載機構１３１によりストック棚１７１に移載されて格納される。
なお、ストック棚１７１には、栽培棚Ｓにおいて必要となる栽培水供給装置１５０を含む前記栽培環境設定装置は備えられていない。
【００６６】
入出庫棚１６１には、搬送機構１４１が水平移動経路での入出庫位置Ｐ（図５参照）を占めるときに、移載機構１３１によりストック棚１７１から移載された保持フレーム１１５が、該移載機構１３１により載置される。
そして、入出庫棚１６１に載置されている保持フレーム１１５に、作業者により植物１０２が植えられたプランター１０３（図３参照）を収容した培地トレー１１２が保持されることで、培地ユニット１１１が得られる。
【００６７】
また、搬送機構１４１が入出庫位置Ｐ（図６参照）を占めるときに、栽培庫１２１から搬送されてきた培地ユニット１１１が移載機構１３１により入出庫棚１６１に載置された後、収穫のために培地トレー１１２が取り外されて残った保持フレーム１１５は、移載機構１３１により入出庫棚１６１から移載されてストック棚１７１に載置される。
このように、入出庫位置Ｐは、入庫位置であるとともに出庫位置でもある。
【００６８】
次に、植物栽培装置１００の栽培庫１２１に対する入出庫工程を説明するための図５および図６を中心に、必要に応じて図１，図２を参照して、ストック棚１７１に格納されている保持フレーム１１５から培地ユニット１１１が作成されて、該培地ユニット１１１が栽培庫１２１に入庫される入庫工程、および、培地ユニット１１１が栽培庫１２１から出庫される出庫工程を含む植物栽培装置における培地ユニットの格納方法について説明する。
なお、図５，図６では、図の繁雑化を避けるため、植物栽培装置１００の一部が削除され、また簡略化されている。
【００６９】
図１に示されるように、保持フレーム１１５がストック棚列１７０に保管されている状態で、第１，第２棚列ブロック１２５，１２６の各栽培棚列Ｃの最上段栽培棚Ｓ１に格納される予定の培地ユニット１１１を作成するための保持フレーム１１５がストック棚１７１に格納されている。
【００７０】
図５（ａ）を参照すると、栽培庫１２１に入庫するための培地ユニット１１１を準備するための入庫準備工程において、案内レール１４９に沿って移動した搬送機構１４１の移動棚１４２および移載機構１３０（図２参照）が入出庫部１６０とストック棚列１７０との間の水平移動経路上で入出庫位置Ｐを占める。
【００７１】
入出庫位置Ｐにおいて、移載機構１３０の可動体１３３が図２に実線で示される位置で、ストック棚列１７０の最下段のストック棚１７１から１つの保持フレーム１１５（すなわち、空フレーム）を、入出庫棚１６１に向かって移載棚１４２に搬出する。そして、可動体１３３が移載方向で入出庫棚１６１に向かって（図２での左方に）移動することにより、保持フレーム１１５の全体が所定位置で移載棚１４２に載せられた後に、操作部１３４が移載棚１４２上の保持フレーム１１５よりも下方まで移動して係合解除位置を占めた後、可動体１３３がストック棚列１７０に向かって（図２での右方に）所定距離だけ移動した後、停止して、その位置で操作部１３４が上方に移動して係合部１１７と係合する係合位置を占める。
【００７２】
次いで、操作部１３４と係合部１１７とが係合した状態で、可動体１３４が入出庫棚１６１に向かって移動して、移載機構１３１が移載棚１４２から入出庫棚１６１に保持フレーム１１５を搬入し、保持フレーム１１５が入出庫棚１６１に載置される（図５（ｂ）参照）。
その後、作業者により、植物１０２が植えられたプランター１０３（図３参照）を収容している培地トレー１１２が、入出庫棚１６１に載置されている保持フレーム１１５に載置されて、該保持フレーム１１５に収容され、入出庫部１６０において培地ユニット１１１が作成される（図５（ｃ）参照）。
【００７３】
これら一連の工程を含む入庫準備工程の終了後、入庫工程において、搬送機構１４１が入出庫位置Ｐを占める状態で、移載機構１３１が入出庫部１６０から培地ユニット１１１を搬出して移載棚１４２の所定位置に移載した後、搬送機構１４１が案内レール１４９に沿って水平移動経路上を移動して、水平移動方向で培地ユニット１１１が格納される第１棚列ブロック１２５の栽培棚列Ｃに対応する格納位置に停止する。
そして、昇降部１４３（図２参照）により移載棚１４２が上下方向で最上段栽培棚Ｓ１の位置まで上昇して停止し、移載機構１３１が移載棚１４２から培地ユニット１１１を最上段栽培棚Ｓ１に搬入して、培地ユニット１１１が最上段栽培棚Ｓ１に格納される（図５（ｄ）参照）。
なお、水平移動経路上の前記格納位置は、第１，第２棚列ブロック１２５，１２６において移載方向で互いに対向する栽培棚Ｓ同士で同じである。
【００７４】
その後、前述の入庫準備工程および入庫工程が繰り返されて、ストック棚１７１に格納されている保持フレーム１１５が、下段側から上段側に順次搬出された後、入出庫棚１６１上で培地ユニット１１１にされて、入出庫部１６０から搬送機構１４１および移載機構１３１により移送されて第１棚列ブロック１２５の各最上段栽培棚Ｓ１に順次格納されて、入庫される。
その後、第１棚列ブロック１２５と同様にして、第２棚列ブロック１２６の各栽培棚列Ｃの最上段栽培棚Ｓ１に、ストック棚列１７０のすべての保持フレーム１１５から作成された培地ユニット１１１が格納される（図６（ａ）参照）。
【００７５】
次に、出庫工程について説明する。
第１棚列ブロック１２５の最下段栽培棚Ｓ２に格納されていた培地ブロック１１１が、移載機構１３１により搬出されて移載棚１４２に移載された後、搬送機構１４１により水平移動経路に沿って入出庫位置Ｐまで搬送され、該入出庫位置Ｐにおいて移載機構１３１により移載棚１４２から入出庫部１６０に移載されて載置される（図６（ａ）参照）。
次いで、作業者が入出庫部１６０の培地ユニット１１１から培地トレー１１２のみを取り出すことにより、入出庫棚１６１には、栽培ユニット１１０の保持フレーム１１５のみが残る（図６（ｂ）参照）。
【００７６】
その後、入出庫位置Ｐで、移載機構１３１により、保持フレーム１１５が入出庫棚１６１から搬出されて移載棚１４２に移載され、次いで移載方向で移載棚１４２を挟んで入出庫棚１６１とは反対側のストック棚列１７０における所定のストック棚１７１に搬入されて、ストック棚１７１に格納される（図６（ｃ）参照）。
【００７７】
その後、前述した工程と同様にして、第１棚列ブロック１２５の残りの各栽培棚列Ｃの最下段栽培棚Ｓ２から培地ユニット１１１が順次出庫され、次いで第２棚列ブロック１２６の各栽培棚列Ｃの最下段栽培棚Ｓ２から培地ユニット１１１が順次出庫さて、ストック棚列１７０の各ストック棚１７１には、栽培庫１２１の最下段栽培棚Ｓ２に格納されていた培地ユニット１１１の保持フレーム１１５がストック棚列１７０の各ストック棚１７１に格納される（図６（ｄ）参照）。
【００７８】
前述の出庫工程が終了した後における培地ユニット１１１の移替え工程において、図６（ｄ）に示される植物栽培装置１００の状態で、各棚列ブロック１２５，１２６において、移載機構１３１および搬送機構１４１により、下部中間段栽培棚Ｓ３ｂに格納されている培地ユニット１１１（図１，図２参照）が１つずつ搬出されて、最下段栽培棚Ｓ２に１つずつ搬入される。
同様にして、移載機構１３１および搬送機構１４１により、下部中間段栽培棚Ｓ３ｂよりも上段の各栽培棚Ｓに格納されている培地ユニット１１１が順次、１つ下方の段の栽培棚Ｓに移し替えられる。
【００７９】
次に、前述のように構成された実施例の作用および効果について説明する。
植物栽培装置１００が、植物１０２が収容されている栽培ユニット１１０が培地ユニット１１１として格納される複数の栽培棚Ｓを備える棚ユニット１２０と、水平移動経路上を移動するとともに培地ユニット１１１の搬送および栽培棚Ｓに対する培地ユニット１１１の搬入出を行う移送装置１３０とを備え、複数の栽培棚Ｓが上下方向に多段に配置された１列の栽培棚列Ｃを構成する。
この構成により、培地ユニット１１１が格納される複数の栽培棚Ｓが上下方向に多段の栽培棚列Ｃを構成するので、上下方向でのスペースを利用して栽培棚Ｓを増やすことで、植物栽培装置１００を水平方向で小型化しながら、栽培される植物１０２を増産することができる。
【００８０】
棚ユニット１２０が、複数の栽培棚列Ｃから構成される栽培庫１２１と、植物１０２が収容されていない栽培ユニット１１０の保持フレーム１１５が空ユニットとして保管されるストック棚列１７０を有する入出庫ステーション１２２とを備え、移送装置１３０が、ストック棚列１７０に対する保持フレーム１１５の搬入出を行う。
この構成により、栽培された植物１０２の収穫後などのために植物１０２が植えられていない保持フレーム１１５が保管されるストック棚部１７０が、植物１０２が植えられている培地ユニット１１１が格納される栽培庫１２１を備える棚ユニット１２０の一部として植物栽培装置１００に組み込まれるので、保持フレーム１１５を植物栽培装置１００の外部に搬出する必要がなく、培地ユニット１１１を得るための保持フレーム１１５の搬送の作業効率が向上する結果、栽培庫１２１での格納率が高い状態で植物栽培装置１００を稼働させることができて、植物栽培装置１００の栽培効率を向上させることができる。
【００８１】
しかも、ストック棚列１７０への保持フレーム１１５の搬送は、栽培庫１２１において栽培棚Ｓ同士の間での培地ユニット１１１の搬送および栽培棚Ｓに対する培地ユニット１１１の搬入出を行う移送装置１３０を利用して行われるので、ストック棚列１７０に対して保持フレーム１１５の搬入出を行うための専用の移送装置が不要になって、植物栽培装置１００のコストを削減することができる。さらに、ストック棚列１７０に対する保持フレーム１１５の搬入出を、栽培棚Ｓに対する培地ユニット１１１の搬入出と同じ搬入出形態で行うことで、植物栽培装置１００の使い勝手を向上させることができるうえ、移送装置１３０の構造を簡素化することができ、植物栽培装置１００のコストを削減することができる。
【００８２】
ストック棚列１７０が、栽培庫１２１が有する栽培棚列Ｃと同数の多段のストック棚１７１から構成されることによりストック棚列１７０には、栽培庫１２１のすべての栽培棚列Ｃのそれぞれに対して、保持フレーム１１５が保管されるストック棚１７１が少なくとも１つ確保されるので、各栽培棚列Ｃのための保持フレーム１１５および培地ユニット１１１の搬送の作業効率を向上させることができて、栽培効率を向上させることができる。
【００８３】
ストック棚列１７０および入出庫部１６０が、栽培庫１２１の特定栽培棚としての特定栽培棚列Ｃ１，Ｃ２にそれぞれ隣接して配置され、さらに該栽培棚列Ｃ１，Ｃ２にそれぞれ一体化されていることにより、栽培棚列Ｃを有する栽培庫１２１と、ストック棚１７１および入出庫部１６０を有する入出庫ステーション１２２とを備える棚ユニット１２０を小型化することができ、ひいては植物栽培装置１００を小型化することができる。
【００８４】
入出庫ステーション１２２は、栽培庫１２１の栽培棚Ｓに入庫される培地ユニット１１１が水平移動経路での入出庫位置Ｐで停止した移送装置１３０により載置される入出庫棚１６１を有し、ストック棚列１７０のストック棚１７１が、移送装置１３０が入出庫位置Ｐから水平移動経路上で移動することなく、ストック棚１７１から保持フレーム１１５を搬出可能で、かつ入出庫棚１６１に搬入可能な位置にある。
この構成により、保持フレーム１１５に植物１０２を収容した培地トレー１１２を保持させることで、栽培ユニット１１０を保持フレーム１１５から培地ユニット１１１にするために、保持フレーム１１５が移送装置１３０によりストック棚１７１から搬出されるとき、移送装置１３０は入出庫位置Ｐから水平移動経路上を移動することなくストック棚１７１から保持フレーム１１５を搬出することができるので、培地ユニット１１１を得るための保持フレーム１１５の搬送時間が短縮されて、保持フレーム１１５の搬送の作業効率が向上し、ひいては保持フレーム１１５から得られる培地ユニット１１１の栽培棚Ｓへの搬送時間が短縮されて、植物栽培装置１００の使い勝手を向上させることができる。
【００８５】
栽培ユニット１１０が、植物１０２が植えられたプランター１０３を収容する培地トレー１１２と、培地トレー１１２を着脱可能に保持するとともに移送装置１３０の移載機構１３１により操作される保持フレーム１１５とから構成されることにより、移載機構１３１に操作される保持フレーム１１５の強度を高めることで、移送装置１３０による培地ユニット１１１の取扱いの容易性が確保される。しかも、保持フレーム１１５が、植物１０２が収容される培地トレー１１２を補強する補強部材ともなることで、培地トレー１１２の軽量化が可能になるので、植物栽培装置１００からの植物１０２の搬出の際には、植物１０２が収容された培地トレー１１２のみを培地ユニット１１１から取り出して搬送することが可能になるめ、植物栽培装置１００からの植物１０２の搬出の際に植物１０２が収容された培地トレー１１２の運搬作業を容易化することができる。
【００８６】
また、ストック棚列１７０に保管される空ユニットが、栽培ユニット１１０において、培地トレー１１２が取り外された状態の保持フレーム１１５であることにより、培地トレー１１２が取り外された保持フレーム１１５は、空ユニットとして、ストック棚列１７０に保管されるなどして、植物栽培装置１００の内部に留まるので、栽培が開始される植物１０２が収容された培地トレー１１２との合体による培地ユニット１１１の作成を容易化することができる。
【００８７】
各栽培棚列Ｃが、移送装置１３０により栽培庫１２１に入庫された直後の培地ユニット１１１が格納される最上段栽培棚Ｓ１と、移送装置１３０により栽培庫１２１から出庫される直前の培地ユニット１１１が格納される最下段栽培棚Ｓ２とを有し、入出庫ステーション１２２は、最下段栽培棚Ｓ２から搬出された培地ユニット１１１が載置される入出庫部１６０を有し、入出庫部１６０が、最上段栽培棚Ｓ１よりも最下段栽培棚Ｓ２に近い位置にある。
この構成により、栽培棚列Ｃの栽培棚Ｓのうちで、入出庫部１６０と最下段栽培棚Ｓ２との間の距離は、入出庫部１６０と最上段栽培棚Ｓ１との間の距離よりも短いので、栽培庫１２１から出庫される培地ユニット１１１、すなわち、植物栽培装置１００での栽培が終了して収穫時期に達した植物１０２が収容された培地ユニット１１１を、入出庫部１６０まで搬送する時間が短くなり、培地ユニット１１１を出庫させるための搬送の作業効率を向上させることができて、植物栽培装置１００の使い勝手を向上させることができる。
【００８８】
栽培棚列Ｃのすべての栽培棚Ｓが複数の区域Ｒに分けられ、下方に位置する区域Ｒほど、棚の高さＨが高い栽培棚Ｓが含まれ、入出庫ステーション１２２が、移送装置１３０により最下区域Ｒ２の最下部栽培棚Ｓ２から搬出された培地ユニット１１１が移送装置１３０により搬送されて載置される入出庫部１６０を有し、入出庫部１６０が、区域Ｒ１〜Ｒ３において、最下区域Ｒ２に最も近い位置にある。
この構成により、栽培棚列Ｃの栽培棚Ｓのうちで、入出庫部１６０と最下区域Ｒ２との間の距離は、入出庫部１６０と最下区域Ｒ２以外の区域Ｒ１，Ｒ３との間の距離よりも短いので、栽培庫１２１から出庫される培地ユニット１１１、すなわち、生長して背丈が高くなった植物１０２が収容された培地ユニット１１１を入出庫部１６０まで搬送する時間が短くなり、培地ユニット１１１を出庫させるための搬送の作業効率を向上させることができ、植物栽培装置１００の使い勝手を向上させることができる。
【００８９】
各栽培棚列Ｃには、上下方向で隣接する中間段栽培棚Ｓ３同士において、上段側に位置する中間段栽培棚Ｓ３に格納された上段側培地ユニット１１１ａに供給された栽培水の余剰分を、下段側に位置する中間段栽培棚Ｓ３に格納された下段側培地ユニット１１１ｂに、上段側培地ユニット１１１ａから導くための導水路１５４ａが設けられる。
この構成により、上段側培地ユニット１１１ａに供給された栽培水の余剰分は、導水路１５４ａを通じて下段側培地ユニット１１１ｂに供給されるので、栽培水の供給および排出が培地ユニット１１１毎に独立して行われる場合に比べて、栽培水の供給系統および排出系統の構造（例えば配管）が簡素化されて、植物栽培装置１００を小型化することができ、また植物栽培装置１００のコストを削減することができる。
【００９０】
各栽培棚列Ｃのすべての栽培棚Ｓが、最上段栽培棚Ｓ１と最下段栽培棚Ｓ２と複数の中間段栽培棚Ｓ３とに分けられ、最上段栽培棚Ｓ１には、栽培水供給源１５１からの栽培水が供給される給水口１５７ａとドレン１５６に余剰の栽培水を排出する排水口１５８ａとが設けられ、最下段栽培棚Ｓ２には、栽培水供給源１５１からの栽培水が供給される第２給水口１５７ｂとドレン１５６に余剰の栽培水を排出する第２排水口１５８ｂとが設けられ、中間段栽培棚Ｓ３のうち、上部中間段栽培棚Ｓ３ａには、栽培水供給源１５１からの栽培水が供給される第３給水口１５７ｃと、最下段栽培棚Ｓ２の直上の下部中間段栽培棚Ｓ３ｂには、ドレン１５６に余剰の栽培水を排出する排水口１５８ｃとが設けられ、上下方向で隣接する中間段栽培棚Ｓ３同士において、上段側に位置する中間段栽培棚Ｓ３に格納された上段側培地ユニット１１１に供給された栽培水を、下段側に位置する中間段栽培棚Ｓ３に格納された下段側培地ユニット１１１に、上段側培地ユニット１１１から導く導水路１５４ａが設けられ、給水口１５７ｃからの栽培水が導水路１５４ａを通って順次下段側の培地ユニット１１１に導かれて下部中間段栽培棚Ｓ３に格納された培地ユニット１１１に供給された後、排水口１５８ｃから排出される。
【００９１】
この構成により、各栽培棚列Ｃにおいて、最上段栽培棚Ｓ１、最下段栽培棚Ｓ２および中間段栽培棚Ｓ３の三区分で、栽培水の供給および排出を互いに独立して制御できるので、各栽培棚Ｓに対する培地ユニット１１１の搬入出が行われる際に、栽培水の供給停止の及ぶ範囲を制限することが可能になって、栽培水供給装置１５０の構造の簡素化を実現しながら、植物栽培装置１００の栽培効率を向上させることができる。
そして、最上段栽培棚Ｓ１が、栽培庫１２１への入庫直後の培地ユニット１１１が格納される入庫用栽培棚であり、最下段栽培棚Ｓ２が、栽培庫１２１からの出庫直前の培地ユニット１１１が格納される出庫用栽培棚であることで、最上段栽培棚Ｓ１および最下段栽培棚Ｓ２に対する培地ユニット１１１の移送には、中間段栽培棚Ｓ３同士の間での培地ユニット１１１の移替えに要する時間に比べて多くの時間を要するために、栽培水の供給停止時間が長くなる最上段栽培棚Ｓ１および最下段栽培棚Ｓ２での栽培水の供給系統を、中間段栽培棚Ｓ３での栽培水の供給系統から独立させることで、植物栽培装置１００の栽培効率を一層向上させることができる。
【００９２】
以下、前述した実施例の一部の構成を変更した実施例について、変更した構成に関して説明する。
培地ユニット１１１は、生長による植物１０２の背丈の変化に応じての最適な棚の高さＨの栽培棚Ｓに格納されるほかに、収容された植物１０２の生育期間・種類に応じて、最適な棚の高さＨを有する栽培棚Ｓに格納されてもよい。
栽培棚列Ｃを構成するすべての栽培棚Ｓは、棚の高さＨが同一であってもよい。
栽培棚列Ｃの数は、複数の棚列ブロックにおいて異なっていてもよい。
【００９３】
栽培ユニットは、培地トレー１１２および保持フレーム１１５に分離可能な分割型部材ではなく、プランター１０３を収容可能であるとともに移載機構１３１と係合可能な１つの一体型部材により構成されてもよい。
培地トレー１１２は、被収容物としての培地を直接収容してもよい。
入出庫ステーション１２２において、入出庫部１６０が上下方向に配置された２または３以上の複数の入出庫棚１６１から構成されてもよく、また、入出庫部１６０およびストック棚１７１が水平方向に水平移動経路に平行に複数列配置されてもよい。さらに、入庫棚と出庫棚とが別個の棚または列として構成されてもよい。
【００９４】
導水路１５４ａは、培地トレー１１２とは別個の部材である導水管１５４により構成されたが、導水管が培地トレー１１２に一体成形されてもよく、また導水路１５４ａが培地トレー１１２自体に設けられてもよい。
栽培棚列Ｃにおいて、入庫用栽培棚は、最上段栽培棚Ｓ１以外の栽培棚Ｓであってもよく、出庫用栽培棚は、最下段栽培棚Ｓ２以外の栽培棚Ｓであってもよい。
栽培水供給源１５１は、複数の培地ユニット１１１に栽培水をそれぞれ供給する複数の栽培水供給源の集合体であってもよく、同様に、ドレン１５６は、複数の培地ユニット１１１からの余剰の栽培水が導かれる複数のドレンの集合体であってもよい。
【符号の説明】
【００９５】
１００・・・植物栽培装置
１０２・・・植物
１１０・・・栽培ユニット
１１１・・・培地ユニット
１１２・・・培地トレー
１１５・・・保持フレーム
１２０・・・棚ユニット
１２１・・・栽培庫
１２２・・・入出庫ステーション
１２５，１２６・・・棚列ブロック
１３０・・・移送装置
１３１・・・移載機構
１４１・・・搬送機構
１５０・・・栽培水供給装置
１５４ａ・・・導水路
１５７・・・給水口
１５８・・・排水口
１６０・・・入出庫部
１６１・・・入出庫棚
１７０・・・ストック棚列
１７１・・・ストック棚
Ｓ，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３・・・栽培棚
Ｃ ・・・栽培棚列、
Ｒ ・・・区域
Ｐ ・・・入出庫位置
Ｈ ・・・棚の高さ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、栽培対象である植物を収容可能な栽培ユニットが移送装置により移送されて格納される複数の栽培棚を備える植物栽培装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
植物栽培装置が、栽培対象である植物を収容可能な複数の栽培ユニットと、栽培ユニットを格納可能な複数の栽培棚を備える栽培庫と、栽培ユニットを搬送するとともに栽培棚に対して搬入出を行う移送装置とを備え、植物が収容された栽培ユニットが、移送装置により複数の栽培棚にそれぞれ格納されるものは知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２０９９７０号公報
【特許文献２】特開２００１−７８５６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の植物栽培装置においては、栽培される植物が収容されている栽培ユニット（以下、「培地ユニット」という。）が栽培庫を構成する複数の栽培棚に格納されている割合（以下、「格納率」という。）が高い状態で植物栽培装置を稼働させることが、栽培効率を高めるうえで望ましい。
【０００５】
しかしながら、植物栽培装置での栽培が終了した培地ユニットが、生育した植物を収穫するために、そのまま植物栽培装置の外部に搬出される場合、または、植物栽培装置での栽培が終了して植物が植えられていない栽培ユニット（以下、「空ユニット」という。）が植物栽培装置の外部で保管される場合には、培地ユニットまたは空ユニットを、植物栽培装置の外部へ搬出したり植物栽培装置の内部へ搬入するのに手間がかかり、また、空ユニットに植物を収容した後の培地ユニットを、植物栽培装置の外部からその内部に搬送するのに手間がかかるため、格納率が低い状態での時間が長くなり、栽培効率が低下し、植物栽培装置の使い勝手が低下するという問題があった。
【０００６】
さらに、培地ユニットと空ユニットとが、別々の搬送装置により搬送されるのでは、栽培ユニットに植物が収容されてから栽培棚に格納されるまでに時間がかかるうえ、別々の搬送装置が必要になって、植物栽培装置のコストが増加するという問題があった。
【０００７】
一方で、空ユニットが栽培棚に格納されるのでは、格納率が低下すること、さらに空ユニットに植物を植え付けるために、空ユニットを栽培棚から搬出する手間がかかることから、栽培効率が低下するという問題があった。
【０００８】
また、栽培ユニットは、植物栽培装置での移送装置による扱いを容易にするために、強度が高められていることから、その重量が大きくなることが多い。
しかしながら、栽培ユニット自体の重量が大きいと、該栽培ユニットに植物が植えられた培地ユニットの重量は一層大きくなるため、培地ユニットの搬送が手作業で行われる場合には、搬送作業が重労働になって、植物栽培装置の使い勝手が低下するという問題があった。
【０００９】
また、複数の栽培棚が上下方向に多段に配置された栽培棚列から栽培庫が構成される場合に、植物栽培装置での栽培が終了して、収穫のために栽培庫から培地ユニットが出庫されるときには、栽培終了期にある培地ユニットが格納されている栽培棚からの搬出に手間がかかるのでは、植物栽培装置の使い勝手が低下する。
【００１０】
さらに、複数の栽培棚が上下方向に多段に配置された栽培棚列から栽培庫が構成される場合に、１列の栽培棚列における各栽培棚に格納された培地ユニットに対して、栽培水を栽培水供給装置から栽培棚毎に独立して供給するのでは、栽培水の供給系統および排出系統の構造が複雑化して栽培庫が大型化するうえ、植物栽培装置のコストが増大するという問題があった。
【００１１】
本発明は、前述した問題を解決するものであって、本発明の目的は、栽培効率および使い勝手を向上させる植物栽培装置を提供することである。
そして、本発明の他の目的は、さらに、小型化が可能な植物栽培装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に係る発明は、栽培対象である植物を収容可能な複数の栽培ユニットと、前記植物が収容されている前記栽培ユニットが培地ユニットとして格納される複数の栽培棚を備える棚ユニットと、移動経路上を移動するとともに前記培地ユニットの搬送および前記栽培棚に対する前記培地ユニットの搬入出を行う移送装置とを備え、複数である所定数の前記栽培棚が上下方向に多段に配置された１列の栽培棚列を構成する植物栽培装置において、前記棚ユニットが、１以上の所定列数の前記栽培棚列から構成される栽培庫と、前記植物が収容されていない前記栽培ユニットが空ユニットとして保管されるストック部を有する作業ステーションとを備え、前記移送装置が、前記ストック部に対する前記空ユニットの搬入出を行うことにより、前述した課題を解決したものである。
【００１３】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の構成に加えて、前記ストック部が、上下方向に多段に配置された前記所定列数以上の数のストック棚から構成されるストック棚列であり、前記ストック棚列が、前記栽培棚列である特定栽培棚列に隣接して配置されるとともに前記特定栽培棚列に一体化されていることにより、前述した課題を解決したものである。
【００１４】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に係る発明の構成に加えて、前記作業ステーションが、前記栽培棚に入庫される前記培地ユニットが前記移動経路での入庫位置で停止した前記移送装置により載置される入庫部を有し、前記ストック部が、前記移送装置が入庫位置から前記移動経路上で移動することなく、前記ストック部から前記空ユニットを搬出可能で、かつ前記入庫部に搬入可能な位置にあることにより、前述した課題を解決したものである。
【００１５】
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれか１つに係る発明の構成に加えて、前記栽培ユニットが、前記植物が植えられた被収容物を収容する収容部材と、前記収容部材を着脱可能に保持するとともに前記移送装置により操作される保持部材とから構成され、前記空ユニットが、前記収容部材が取り外された状態の前記保持部材であることにより、前述した課題を解決したものである。
【００１６】
請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４のいずれか１つに係る発明の構成に加えて、前記各栽培棚列が、前記移送装置により前記栽培庫に入庫された直後の前記培地ユニットが格納される入庫用栽培棚または最上段栽培棚と、前記移送装置により前記栽培庫から出庫される直前の前記培地ユニットが格納される出庫用栽培棚または最下段栽培棚とを有し、前記作業ステーションが、前記移送装置により前記出庫用栽培棚または前記最下段栽培棚から搬出された前記培地ユニットが前記移送装置により搬送されて載置される出庫部を有し、前記出庫部が、前記各栽培棚列において、前記入庫用栽培棚または前記最上段栽培棚よりも前記出庫用栽培棚または前記最下段栽培棚に近い位置にあることにより、前述した課題を解決したものである。
【００１７】
請求項６に係る発明は、請求項１から請求項４のいずれか１つに係る発明の構成に加えて、前記栽培棚列の前記所定数の前記栽培棚が、１以上の前記栽培棚を含む複数である所定区数の区域に分けられ、下方に位置する前記区域ほど、棚の高さが高い前記栽培棚が含まれ、前記作業ステーションが、前記移送装置により最下部の前記区域の前記栽培棚から搬出された前記培地ユニットが前記移送装置により搬送されて載置される出庫部を有し、前記出庫部が、前記所定区数の前記区域において、前記最下部の前記区域に最も近い位置にあることにより、前述した課題を解決したものである。
【００１８】
請求項７に係る発明は、請求項１から請求項６のいずれか１つに係る発明の構成に加えて、前記各栽培棚列には、上下方向で隣接する前記栽培棚同士において、上段側に位置する前記栽培棚に格納された前記培地ユニットである上段側培地ユニットに供給された栽培水の余剰分を、下段側に位置する前記栽培棚に格納された前記培地ユニットである下段側培地ユニットに、前記上段側培地ユニットから導くための導水路が設けられることにより、前述した課題を解決したものである。
【００１９】
請求項８に係る発明は、請求項１から請求項６のいずれか１つに係る発明の構成に加えて、前記各栽培棚列のすべての前記栽培棚が、最上段の最上段栽培棚と、最下段の最下段栽培棚と、前記最上段栽培棚と前記最下段栽培棚との間の複数の中間段栽培棚とに分けられ、前記最上段栽培棚には、栽培水供給源からの栽培水が供給される第１給水口と、ドレンに余剰の栽培水を排出する第１排水口とが設けられ、前記最下段栽培棚には、前記栽培水供給源からの栽培水が供給される第２給水口と、前記ドレンに余剰の栽培水を排出する第２排水口とが設けられ、前記中間段栽培棚のうち、前記最上段栽培棚の直下の上部中間段栽培棚には、前記栽培水供給源からの栽培水が供給される第３給水口と、前記最下段栽培棚の直上の下部中間段栽培棚には、前記ドレンに余剰の栽培水を排出する第３排水口とが設けられ、上下方向で隣接する前記中間段栽培棚同士において、上段側に位置する前記中間段栽培棚に格納された前記培地ユニットである上段側培地ユニットに供給された栽培水を、下段側に位置する前記中間段栽培棚に格納された前記培地ユニットである下段側培地ユニットに、前記上段側培地ユニットから導く導水路が設けられ、前記第３給水口からの栽培水が前記導水路を通って順次下段側の前記培地ユニットに導かれて前記下部中間段栽培棚に格納された前記培地ユニットに供給された後、前記第３排水口から排出されることにより、前述した課題を解決したものである。
【発明の効果】
【００２０】
そこで、本発明の植物栽培装置は、栽培対象である植物を収容可能な複数の栽培ユニットと、植物が収容されている栽培ユニットが培地ユニットとして格納される複数の栽培棚を備える棚ユニットと、移動経路上を移動するとともに培地ユニットの搬送および栽培棚に対する前記培地ユニットの搬入出を行う移送装置とを備え、複数である所定数の栽培棚が上下方向に多段に配置された１列の栽培棚列を構成することにより、培地ユニットが格納される複数の栽培棚が上下方向に多段の栽培棚列を構成するので、上下方向でのスペースを利用して栽培棚を増やすことで、植物栽培装置を水平方向で小型化しながら、栽培される植物を増産することができるほかに、以下のような本発明に特有の効果を奏する。
【００２１】
すなわち、請求項１に係る発明の植物栽培装置によれば、棚ユニットが、１以上の所定列数の栽培棚列から構成される栽培庫と、植物が収容されていない栽培ユニットが空ユニットとして保管されるストック部を有する作業ステーションとを備えることにより、栽培された植物の収穫後などのために植物が植えられていない空ユニットが保管されるストック部が、植物が植えられている培地ユニットが格納される栽培庫を備える棚ユニットの一部として植物栽培装置に組み込まれるので、空ユニットを植物栽培装置の外部に搬出する必要がなく、培地ユニットを得るための空ユニットの搬送の作業効率が向上する結果、栽培庫での格納率が高い状態で植物栽培装置を稼働させることができて、植物栽培装置の栽培効率を向上させることができる。
【００２２】
しかも、移送装置が、ストック部に対する空ユニットの搬入出を行うことにより、ストック部への空ユニットの搬送は、栽培庫において栽培棚同士の間での培地ユニットの搬送および栽培棚に対する培地ユニットの搬入出を行う移送装置を利用して行われるので、ストック部に対して空ストックの搬入出を行うための専用の移送装置が不要になって、植物栽培装置のコストを削減することができ、さらにストック部に対する空ストックの搬入出を、栽培棚に対する培地ユニットの搬入出と同じ搬入出形態で行うことで、植物栽培装置の使い勝手を向上させることができるうえ、移送装置の構造を簡素化することができ、植物栽培装置のコストを削減することができる。
【００２３】
請求項２に係る発明の植物栽培装置によれば、請求項１に係る発明が奏する効果に加えて、次の効果が奏される。
ストック部が、上下方向に多段に配置された所定列数以上の数のストック棚から構成されるストック棚列であることにより、ストック棚列には、栽培庫のすべての栽培棚列のそれぞれに対して、空ユニットが保管されるストック棚が少なくとも１つ確保されるので、各栽培棚列のための空ユニットおよび培地ユニットの搬送の作業効率を向上させることができて、栽培効率を向上させることができる。
ストック棚列が、栽培棚列である特定栽培棚列に隣接して配置されるとともに特定栽培棚列に一体化されていることにより、栽培棚列とストック棚を備える棚ユニットを小型化することができ、ひいては植物栽培装置を小型化することができる。
【００２４】
請求項３に係る発明の植物栽培装置によれば、請求項１または請求項２に係る発明が奏する効果に加えて、次の効果が奏される。
作業ステーションが、栽培棚に入庫される培地ユニットが移動経路での入庫位置で停止した移送装置により載置される入庫部を有し、ストック部が、移送装置が入庫位置から移動経路上で移動することなく、ストック部から空ユニットを搬出可能で、かつ入庫部に搬入可能な位置にあることにより、栽培ユニットを空ユニットから培地ユニットにするために、空ユニットが移送装置によりストック部から搬出されるとき、移送装置は入庫位置から移動経路上を移動することなくストック部から空ユニットを搬出することができるので、培地ユニットを得るための空ユニットの搬送時間が短縮されて、空ユニットの搬送の作業効率が向上し、ひいては空ユニットから得られる培地ユニットの栽培棚への搬送時間が短縮されて、植物栽培装置の使い勝手を向上させることができる。
【００２５】
請求項４に係る発明の植物栽培装置によれば、請求項１から請求項３のいずれか１つに係る発明が奏する効果に加えて、次の効果が奏される。
栽培ユニットが、植物が植えられた被収容物を収容する収容部材と、収容部材を着脱可能に保持するとともに移送装置により操作される保持部材とから構成されることにより、移送装置に操作される保持部材の強度を高めることで、移送装置による培地ユニットの取扱いの容易性が確保されるとともに、保持部材が、植物が収容される収容部材を補強する補強部材ともなることで収容部材の軽量化が可能になるので、植物栽培装置からの植物の搬出の際には、植物が収容された収容部材のみを培地ユニットから取り出して移送することが可能になるめ、植物栽培装置からの植物の搬出の際に植物が収容された収容部材の運搬作業を容易化することができる。
また、空ユニットが、収容部材が取り外された状態の保持部材であることにより、収容部材が取り外された保持部材は、空ユニットとして、ストック部に保管されるなどして、植物栽培装置の内部に留まるので、栽培が開始される植物が収容された収容部材との合体による培地ユニットの作成を容易化することができる。
【００２６】
請求項５に係る発明の植物栽培装置によれば、請求項１から請求項４のいずれか１つに係る発明が奏する効果に加えて、次の効果が奏される。
各栽培棚列が、移送装置により栽培庫に入庫された直後の培地ユニットが格納される入庫用栽培棚または最上段栽培棚と、移送装置により栽培庫から出庫される直前の培地ユニットが格納される出庫用栽培棚または最下段栽培棚とを有し、作業ステーションが、移送装置により出庫用栽培棚または最下段栽培棚から搬出された培地ユニットが移送装置により搬送されて載置される出庫部を有し、出庫部が、各栽培棚列において、入庫用栽培棚または最上段栽培棚よりも出庫用栽培棚または最下段栽培棚に近い位置にあることにより、栽培棚列の栽培棚のうちで、出庫部と出庫用栽培棚または最下段栽培棚との間の距離は、出庫部と入庫用栽培棚または最上段栽培棚との間の距離よりも短いので、栽培庫から出庫される培地ユニット、代表的には、植物栽培装置での栽培が終了して収穫時期に達した植物が収容された培地ユニットを、出庫部まで搬送する時間が短くなり、培地ユニットを出庫させるための搬送の作業効率を向上させることができ、植物栽培装置の使い勝手を向上させることができる。
【００２７】
請求項６に係る発明の植物栽培装置によれば、請求項１から請求項４のいずれか１つに係る発明が奏する効果に加えて、次の効果が奏される。
栽培棚列の前記所定数の栽培棚が、１以上の栽培棚を含む複数である所定区数の区域に分けられ、下方に位置する区域ほど、棚の高さが高い栽培棚が含まれ、作業ステーションが、移送装置により最下部の区域の栽培棚から搬出された培地ユニットが移送装置により搬送されて載置される出庫部を有し、出庫部が、前記所定区数の前記区域において、最下部の区域に最も近い位置にあることにより、栽培棚列の栽培棚のうちで、出庫部と最下部の区域との間の距離は、出庫部と最下部の区域以外の区域との間の距離よりも短いので、栽培庫から出庫される培地ユニット、代表的には、生長して背丈が高くなった植物が収容された培地ユニットを出庫部まで搬送する時間が短くなり、培地ユニットを出庫させるための搬送の作業効率を向上させることができ、植物栽培装置の使い勝手を向上させることができる。
【００２８】
請求項７に係る発明の植物栽培装置によれば、請求項１から請求項６のいずれか１つに係る発明が奏する効果に加えて、次の効果が奏される。
各栽培棚列には、上下方向で隣接する栽培棚同士において、上段側に位置する栽培棚に格納された培地ユニットである上段側培地ユニットに供給された栽培水の余剰分を、下段側に位置する栽培棚に格納された培地ユニットである下段側培地ユニットに、上段側培地ユニットから導くための導水路が設けられることにより、上段側培地ユニットに供給された栽培水の余剰分は、導水路を通じて下段側培地ユニットに供給されるので、栽培水の供給および排出が培地ユニット毎に独立して行われる場合に比べて、栽培水の供給系統および排出系統の構造（例えば配管）が簡素化されて、植物栽培装置を小型化することができ、また植物栽培装置のコストを削減することができる。
【００２９】
請求項８に係る発明の植物栽培装置によれば、請求項１から請求項６のいずれか１つに係る発明が奏する効果に加えて、次の効果が奏される。
各栽培棚列のすべての栽培棚が、最上段の最上段栽培棚と、最下段の最下段栽培棚と、最上段栽培棚と最下段栽培棚との間の複数の中間段栽培棚とに分けられ、最上段栽培棚には、栽培水供給源からの栽培水が供給される第１給水口と、ドレンに余剰の栽培水を排出する第１排水口とが設けられ、最下段栽培棚には、栽培水供給源からの栽培水が供給される第２給水口と、ドレンに余剰の栽培水を排出する第２排水口とが設けられ、中間段栽培棚のうち、最上段栽培棚の直下の上部中間段栽培棚には、栽培水供給源からの栽培水が供給される第３給水口と、最下段栽培棚の直上の下部中間段栽培棚には、ドレンに余剰の栽培水を排出する第３排水口とが設けられ、上下方向で隣接する中間段栽培棚同士において、上段側に位置する中間段栽培棚に格納された培地ユニットである上段側培地ユニットに供給された栽培水を、下段側に位置する中間段栽培棚に格納された培地ユニットである下段側培地ユニットに、上段側培地ユニットから導く導水路が設けられ、第３給水口からの栽培水が導水路を通って順次下段側の培地ユニットに導かれて下部中間段栽培棚に格納された培地ユニットに供給された後、第３排水口から排出されることにより、各栽培棚列において、最上段栽培棚、最下段栽培棚および中間段栽培棚の三区分で、栽培水の供給および排出を互いに独立して制御できるので、各栽培棚に対する培地ユニットの搬入出が行われる際に、栽培水の供給停止の及ぶ範囲を制限することが可能になって、構造の簡素化を実現しながら、植物栽培装置の栽培効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施例である植物栽培装置の全体斜視図。
【図２】図１のＩＩ矢視での植物栽培装置の栽培庫の図。
【図３】図１の植物栽培装置の栽培ユニットの分解斜視図。
【図４】図２のＩＶ部分の要部拡大図断面図。
【図５】培地ユニットの入庫準備工程および入庫工程を説明するための、図１の植物栽培装置の要部斜視図であり、（ａ）は、移送装置が、保持フレームをストック部から入出庫部に移送するために、入出庫位置に位置している状態を示す図、（ｂ）は、保持フレームが、ストック部から移送装置により移送されて、入出庫部に載置された状態を示す図、（ｃ）は、入出庫部において、保持フレームに培地トレーが保持されて培地ユニットが作成された状態を示す図、（ｄ）は、入出庫部の培地ユニットが、移送装置により移送されて、栽培庫の１つの最上段栽培棚に格納された状態を示す図。
【図６】培地ユニットの出庫工程を説明するための図５と同様の図であり、（ａ）は、ストック部のすべての保持フレームが培地ユニットにされて栽培棚に格納された栽培庫において、１つの最下段栽培棚に格納された培地ユニットが、移送装置により移送されて、入出庫部に載置された状態を示す図、（ｂ）は、入出庫部において、保持フレームから培地トレーが取り外された状態を示す図、（ｃ）は、保持フレームが、入出庫部から移送装置により移送されて、ストック部に載置された状態を示す図、（ｄ）は、栽培庫のすべての最下段栽培棚の培地ユニットが出庫され、ストック部に保持フレームが保管された状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の植物栽培装置は、栽培対象である植物を収容可能な複数の栽培ユニットと、前記植物が収容されている前記栽培ユニットが培地ユニットとして格納される複数の栽培棚を備える棚ユニットと、移動経路上を移動するとともに前記培地ユニットの搬送および前記栽培棚に対する前記培地ユニットの搬入出を行う移送装置とを備え、複数である所定数の前記栽培棚が上下方向に多段に配置された１列の栽培棚列を構成し、前記棚ユニットが、１以上の所定列数の前記栽培棚列から構成される栽培庫と、前記植物が収容されていない前記栽培ユニットが空ユニットとして保管されるストック部を有する作業ステーションとを備え、前記移送装置が、前記ストック部に対する前記空ユニットの搬入出を行い、栽培効率および使い勝手を向上させるものであれば、その具体的な態様は如何なるものであっても何ら構わない。
【００３２】
例えば、本発明の植物栽培装置における植物は、野菜、穀物、豆類、果実、観賞用植物等のいかなる植物であってもよく、また種、苗等のいかなる状態から生育を開始するもののでもよく、いかなる状態で生育を完了するものであってもよい。
本発明の植物栽培装置は、ビニールハウスや建物などの屋内および屋外のいずれに設置されるものであってもよい。
本発明の植物栽培装置の栽培ユニットは、培地を直接収容するものでもよく、培地が収容されている容器を収容するものであってもよい。
【実施例】
【００３３】
本発明の実施例を、図１〜図６を参照して説明する。
本発明の実施例である植物栽培装置１００の全体斜視図である図１を参照すると、植物栽培装置１００は、設置部としての平面状の床１０１に設置される立体型植物栽培装置である。
併せて、植物栽培装置１００の栽培庫１２１の図である図２、および、栽培ユニット１１０の分解斜視図である図３を参照すると、植物栽培装置１００は、栽培対象である植物１０２（図３参照）を収容可能な複数の栽培ユニット１１０と、植物１０２が収容された栽培ユニット１１０を培地ユニット１１１としてそれぞれ格納可能な複数の栽培棚Ｓを備える棚ユニット１２０と、培地ユニット１１１を自動的に搬送するとともに任意の栽培棚Ｓに対して自動的に搬入出を行う移送装置１３０と、各栽培棚Ｓに格納された培地ユニット１１１の植物１０２を生育させるための栽培環境を設定する栽培環境設定装置（図２には、栽培環境設定装置を構成する装置の１つである栽培水供給装置１５０が示されている。）と、操作者が操作する制御盤（図示されず）および各種センサ（図示されず）からの入力信号に応じて移送装置１３０および前記栽培環境設定装置を制御する制御装置１０５（図１に模式的に示されている。）とを備えている。
なお、図１，図２においては、図の繁雑化を避けるために、培地ユニット１１１に収容された植物１０２が省略されている。
【００３４】
棚ユニット１２０は、１以上の所定列数の、本実施例では、複数としての１２の栽培棚列Ｃから構成される栽培庫１２１と、栽培庫１２１に入庫される培地ユニット１１１（すなわち、植物１０２が収容された状態の栽培ユニット１１０である。）が移送装置１３０により栽培庫１２１に搬送されるとともに栽培庫１２１から出庫された培地ユニット１１１が移送装置１３０により搬送されてくる作業ステーションとしての入出庫ステーション１２２と、各栽培棚Ｓおよび入出庫ステーション１２２の後述する棚１６１，１７１を支持する枠体１２３とを備えている。
【００３５】
栽培庫１２１は、複数の栽培棚Ｓを有する１以上の所定ブロック数の、本実施例では複数としての２つの第１，第２棚列ブロック１２５，１２６を有する。
各棚列ブロック１２５，１２６は、１以上の、本実施例では６つの栽培棚列Ｃから構成されている。
【００３６】
前記栽培環境設定装置には、各栽培棚Ｓに格納された培地ユニット１１１に栽培水を供給する栽培水供給装置１５０、植物１０２に光を照射する光源装置（図示されず）、温度や湿度を調整すると共に送風機能を有する空調装置（図示されず）などが含まれる。
ここで、栽培水は、培養液のほかに、肥料を含有していない水などを含み、植物１０２の生育に必要な液体を意味する。
【００３７】
図３および図２の一部の要部拡大図断面図である図４を参照すると、栽培ユニット１１０は、作業者により植物１０２が植えられた培地を収容する容器であるプランター１０３を収容可能な収容部材としての合成樹脂製の培地トレー１１２と、作業者により運搬される培地トレー１１２を着脱可能に保持するとともに移送装置１３０により操作される保持部材としての金属製の保持フレーム１１５とから構成されている。
【００３８】
被収容物としてのプランター１０３を収容して保持する培地トレー１１２は、１以上の、本実施例では複数のプランター１０３が載置される底壁１１２ａを有する。底壁１１２ａには、培地トレー１１２に供給された栽培水が流入する導水溝１１３と、導水溝１１３の底部に位置するとともに導水溝１１３に流入した栽培水を後述する導水路１５４ａに排出するための導出口１１４とが設けられている。
このため、栽培水供給装置１５０から培地トレー１１２に供給された栽培水のうち、その一部分は各プランター１０３に与えられ、余剰分は導水溝１１３および導出口１１４を順次流れて、導水路１５４ａに流入する。
【００３９】
保持フレーム１１５は、プランター１０３を収容している状態の培地トレー１１２を補強する補強部材である。保持フレーム１１５は、上下方向で導出口１１４に対向する位置を含む領域で上下方向に開口する窓１１６が設けられた底壁１１５ａと、移送装置１３０により移載されるときの保持フレーム１１５（したがって、培地ユニット１１１でもある。）の移載方向（図１，図２参照）で対向する１対の側壁１１５ｂとを備える。各側壁１１５ｂには、移送装置１３０と係合可能な係合部１１７が設けられている。
【００４０】
図２を参照すると、移送装置１３０は、培地ユニット１１１および保持フレーム１１５を各栽培棚Ｓに対して搬入出する移載機構１３１と、該移載機構１３１により移載される培地ユニット１１１を移載機構１３１とともに水平方向および上下方向に搬送する搬送機構１４１とを備える。移載機構１３１および搬送機構１４１は、制御装置１０５により制御されて自動的に作動する。なお、本実施例では、搬送機構１４１は保持フレーム１１５を上下方向に搬送する。
【００４１】
搬送機構１４１に搭載されている移載機構１３１は、搬送機構１４１の移載棚１４２に設けられるとともに水平面上で移載方向に直交する方向（本実施例では、後述する水平移動方向である。）で離隔する１対のローラ列１３２と、移載棚１４２に移動可能に設けられるとともに移載方向に一直線上で往復運動可能な可動体１３３と、該可動体１３３に設けられるとともに、栽培棚Ｓに対して培地ユニット１１１を搬入出可能とするために保持フレーム１１５の係合部１１７と係合可能な操作部１３４とを備えている。
【００４２】
可動体１３３は、駆動部材（図示されず）により駆動されて、移載方向での移載棚１４２の両端部の間で移動可能である。図２には、移載棚１４２の一方の端部に位置することで第１位置を占めるときの可動体１３３が実線で示され、移載棚１４２の他方の端部に位置することで第２位置を占めるときの可動体１３３が二点鎖線で示されている。
１対のローラ列１３２の間に位置する操作部１３４は、アクチュエータ（図示されず）により駆動されて係合部１１７と係合する係合位置と、係合部１１７との係合が解除される係合解除位置との間で、可動体１３３に対して上下方向に移動可能な可動式の係合部である。
【００４３】
可動体１３３が前記第１位置を占めていて、操作部１３４と係合部１１７とが係合状態にあるとき、可動体１３３は移載方向での一方向（図２において左方）に移動することで、第１棚列ブロック１２５の栽培棚Ｓから培地ユニット１１１を搬出して、移載棚１４２に移載する一方、移載棚１４２に載置されている培地ユニット１１１を第２棚列ブロック１２６の栽培棚Ｓに搬入して、格納する。
【００４４】
同様に、可動体１３３が前記第２位置を占めていて、操作部１３４と係合部１１７とが係合状態にあるとき、可動体１３３は移載方向での他方向（図２において右方）に移動することで、第２棚列ブロック１２５の栽培棚Ｓから培地ユニット１１１を搬出して、移載棚１４２に移載する一方、移載棚１４２に載置されている培地ユニット１１１を第１棚列ブロック１２６の栽培棚Ｓに搬入して、格納する。
【００４５】
搬送機構１４１は、移載機構１３１により栽培棚Ｓとの間で移載される培地ユニット１１１が載置される移載棚１４２と、移載棚１４２を移載機構１３１とともに上下方向に平行に移動させる昇降部１４３と、移載棚１４２および昇降部１４３を移載機構１３１とともに水平方向である水平移動方向に移動させる水平移動部１４６とを備えている。
【００４６】
昇降部１４３は、昇降案内部材である４つの支柱１４４と、各支柱１４４に沿って上下方向に延びて設けられたチェーン（図示されず）と、移載棚１４２に設けられて該チェーンに噛合するスプロケット１４５とを有する。そして、スプロケット１４５が回転駆動部材（図示されず）により回転駆動されることによって、移載棚１４２が、栽培棚Ｓに対して移載機構１３１による搬入出が可能になる位置で停止可能に上下に移動する。
【００４７】
水平移動部１４６は、支持板１４８と協働して支柱１４４を支持するとともに回転駆動部材（図示されず）により駆動される基台１４７と、基台１４７（したがって、搬送機構１４１）の移動経路である水平移動経路を規定する案内部としての案内レール１４９とを備えている。
案内レール１４９は、床１０１および枠体１２３の上部にそれぞれ設けられた直線状の第１，第２案内レール１４９ｂ，１４９ａにより構成される。そして、水平移動経路は、上下方向から見て（以下、「平面視」という。）、移載方向に直交する方向に一直線状に延びている。
【００４８】
図１，図２を参照すると、第１棚列ブロック１２５の各栽培棚列Ｃおよび第２棚列ブロック１２６の各栽培棚列Ｃは、搬送機構１４１の移動方向としての水平移動方向に直交する水平方向である移載方向で案内レール１４９を挟んで配置され、かつ移載方向で第１，第２棚列ブロック１２５，１２６の栽培棚Ｓ同士が互いに対向するように、しかも水平移動経路上または水平移動方向で同じ位置に配置されている。
【００４９】
１列である各栽培棚列Ｃは、上下方向に多段に配置された、複数である所定数の、本実施例では、４以上の数である１５の栽培棚Ｓから構成されて、同一の構造を有する。したがって、栽培庫１２１の１列毎の栽培棚列Ｃは、前記所定数の段である１５段の棚であり、各栽培棚列Ｃにおける同一段での栽培棚Ｓの上下方向での位置は同じである。
別の例として、１列の栽培棚列Ｃを構成する栽培棚Ｓの個数は、複数の栽培棚列Ｃにおいて異なっていてもよい。
【００５０】
各栽培棚列Ｃは、最上段の最上段栽培棚Ｓ１と、最下段の最下段栽培棚Ｓ２と、最上段栽培棚Ｓ１と最下段栽培棚Ｓ２との間の中間段である１以上の、本実施例では複数としての１３段の中間段栽培棚Ｓ３とから構成されている。
中間段栽培棚Ｓ３は、最上段栽培棚Ｓ１の直下段である上部中間段栽培棚Ｓ３ａと、最下段栽培棚Ｓ２の直上段である下部中間栽培棚Ｓ３ｂと、上部中間段栽培棚Ｓ３ａと下部中間段栽培棚Ｓ３ｂとの間の中部中間段栽培棚Ｓ３ｃとから構成されている。
【００５１】
そして、各栽培棚列Ｃにおいて、最上段栽培棚Ｓ１は、入出庫ステーション１２２から栽培庫１２１に搬入された（すなわち、入庫された）直後の培地ユニット１１１が栽培庫１２１において最初に格納される栽培開始用栽培棚または入庫用栽培棚であり、最下段栽培棚Ｓ２は、培地ユニット１１１が栽培庫１２１から入出庫ステーション１２２に搬出される（すなわち、出庫される）直前の培地ユニット１１１が格納される収穫用栽培棚または出庫用栽培棚である。
【００５２】
各栽培棚列Ｃのすべての栽培棚Ｓは、最上段栽培棚Ｓ１から最下段栽培棚Ｓ２に至るまでの間で、１以上の設定数の栽培棚Ｓを含む複数である所定区数の区域Ｒに分けられ、該区域Ｒ毎に、棚の高さＨが異なる栽培棚Ｓから構成されている。
本実施例では、各栽培棚列Ｃは、複数としての３つの区域Ｒ、具体的には、最上部の最上区域Ｒ１と、最下部の最下区域Ｒ２と、最上区域Ｒ１と最下区域Ｒ２との間の中間区域Ｒ３とに分けられる。
各区域Ｒ１〜Ｒ３は、いずれも等しい前記設定段数である複数としての５段の栽培棚Ｓを含む。
【００５３】
各栽培棚列Ｃは、棚の高さＨが複数の段階で異なる栽培棚Ｓから構成される。
具体的には、各区域Ｒ１〜Ｒ３毎の棚の高さＨは、最上段栽培棚Ｓ１を含む最上区域Ｒ１から最下段栽培棚Ｓ２を含む最下区域Ｒ２に向かうにつれて高くなるように変化し、栽培棚Ｓ毎の棚の高さＨは、最上段栽培棚Ｓ１から最下段栽培棚Ｓ２に向かって高くなる傾向を有する。
このため、下方に位置する区域Ｒほど、棚の高さＨが高い栽培棚Ｓが含まれ、最下段栽培棚Ｓ２の棚の高さＨは、最上段栽培棚Ｓ１の棚の高さＨよりも高い。
【００５４】
なお、各区域Ｒ１〜Ｒ３において、最上部に位置する栽培棚Ｓの高さは、上下方向で隣接する区域Ｒ１，Ｒ２；Ｒ２，Ｒ３の境界を分かり易くするために、各区域Ｒ１〜Ｒ３内の他の栽培棚Ｓの棚の高さＨよりも高く設定されているが、別の例として、区域Ｒ１〜Ｒ３のそれぞれに含まれるすべての栽培棚Ｓの棚の高さＨは、同一であってもよい。
そして、培地ユニット１１１は、植えられている植物１０２が生長して背丈が高くなるにつれて、棚の高さＨが高い栽培棚Ｓに、したがってより下段側の栽培棚Ｓに、移送装置１３０により移送される。
【００５５】
栽培水供給装置１５０が模式的に示されている図２および図４を参照すると、各栽培棚Ｓに格納された培地ユニット１１１に栽培水を供給する栽培水供給装置１５０は、栽培水供給源１５１と、栽培数供給源１５１からの栽培水を培地ユニット１１１に導くための給水路１５２ａを形成する給水管１５２と、給水路１５２ａに設けられるとともに制御装置１０５により制御されて栽培水の供給・停止を行う給水調整弁１５３と、導水路１５４ａを形成する導水管１５４と、培地ユニット１１１からの余剰の栽培水を排出する排水路１５５ａを形成する排水管１５５と、排水路１５５ａを通じて余剰の栽培水が導かれるドレン１５６とを有する。
各栽培棚Ｓに設けられた導水路１５４ａには、栽培ユニット１１０の培地トレー１１２の導出口１１４からの栽培水が流入する。そして、すべての導水路１５４ａの入口１５４ｉおよび出口１５４ｏは、平面視で、重なる位置に配置されている。
【００５６】
栽培水供給装置１５０において、各栽培棚列Ｃにおける特定栽培棚としての最上段栽培棚Ｓ１、最下段栽培棚Ｓ２および上部中間段栽培棚Ｓ３ａに格納された培地ユニット１１１の培地トレー１１２に、給水路１５２ａの給水口１５７から栽培水が供給され、最上段栽培棚Ｓ１、最下段栽培棚Ｓ２および特定栽培棚として下部中間段栽培棚Ｓ３ｂの培地ユニット１１１の培地トレー１１２から、排水路１５５ａの排水口１５８に余剰の栽培水がドレン１５６に排出される。
なお、図１，図２において、最上段栽培棚Ｓ１には、培地ユニット１１が格納されていない状態が示されている。
【００５７】
具体的には、最上段栽培棚Ｓ１には、給水路１５２ａからの栽培水が流出する第１給水口としての給水口１５７ａと、該給水口１５７ａから供給された栽培水の余剰分を排出する第１排水口としての排水口１５８ａとが設けられる。排水口１５８ａは、最上段栽培棚Ｓ１に設けられた第１導水路としての導水路１５４の出口１５４ｏである。
最下段栽培棚Ｓ２には、給水路１５２ａからの栽培水が流出する第２給水口としての給水口１５７ｂと、該給水口１５７ｂから供給された栽培水の余剰分を排出する第２排水口としての排水口１５８ｂとが設けられる。排水口１５８ｂは、最下段栽培棚Ｓ２に設けられた第２導水路としての導水路１５４ａの出口１５４ｏである。
【００５８】
また、中間段栽培棚Ｓ３のうち、上部中間段栽培棚Ｓ３ａには、ドレン１５６に連なる排水口１５８は設けられずに、第３給水口としての給水口１５７ｃのみが設けられ、下部中間段栽培棚Ｓ３ｂには、給水路１５２ａに連なる給水口１５７は設けられずに、上下方向で上部中間段栽培棚Ｓ３ａと下部中間段栽培棚Ｓ３ｂとの間に配置された中部中間段栽培棚Ｓ３ｃを導水路１５４ａを通って上段側から下段側に順次通った栽培水を排水路１５５ａに流出させる第３排水口である排水口１５８ｃのみが設けられる。排水口１５８ｃは、下部中間段栽培棚Ｓ３ｂに設けられた第３導水路としての導水路１５４ａの出口１５４ｏである。
【００５９】
中間段栽培棚Ｓ３に設けられた中間導水路としての導水路１５４ａは、上下方向で隣接する栽培棚Ｓ同士である中間段栽培棚Ｓ３同士において、上段に位置する中間段栽培棚Ｓ３に格納された上段側培地ユニット１１１（例えば、図４の培地ユニット１１１ａ）に供給された栽培水の余剰分を、下段に位置する中間段栽培棚Ｓ３に格納された下段側培地ユニット１１１（例えば、培地ユニット１１１ｂ）に、該上段側培地ユニット１１１から導く。
さらに、すべての導水路１５４ａの出口１５４ｏは、平面視で、重なる位置に配置されることで、１以上の中間段栽培棚Ｓ３に培地ユニット１１１が格納されていない状態にあるときにも、培地ユニット１１１がない中間段栽培棚Ｓ３を飛ばして、より下段側の中間段栽培棚Ｓ３に、出口１５４ｏから水が供給される。
したがって、栽培水は、給水口１５７から最上段から２段目の上部中間段栽培棚Ｓ３ａに供給され、該上部中間段栽培棚Ｓ３ａから、中部中間段栽培棚Ｓ３ｃを上段側から下段側に、導水路１５４ａを介して、順次、連続して流れ、最下段から２段目の下部中間段栽培棚Ｓ３ｂに達した後に、排水口１５８ｃから排水される。
【００６０】
図１，図２を参照すると、入出庫ステーション１２２は、搬送機構１４１により搬送されて栽培庫１２１に入庫される培地ユニット１１１が載置される入庫部および移送装置１３０により栽培庫１２１から出庫された培地ユニット１１１が載置される出庫部を構成する入出庫部１６０と、植物１０２が収容されていない栽培ユニット１１０の保持フレーム１１５が空ユニットとして、移送装置１３０の移載機構１３１による搬入出が可能に保管されるストック部としての１以上の列数の、本実施例では１列のストック棚列１７０とを有する。
入出庫部１６０とストック棚列１７０とは、水平移動経路を挟んで、移載方向で対向する位置にあり、かつ水平移動経路上でまたは水平移動方向で同じ位置にある。
【００６１】
入出庫ステーション１２２、したがって入出庫部１６０およびストック棚列１７０は、搬送機構１４１の水平移動方向で栽培庫１２１に隣接した位置に、該栽培庫１２１と一体化されて設けられている。
より具体的には、栽培庫１２１に対する入出庫ステーション１２２の位置は、搬送機構１４１が各棚列ブロック１２５，１２６での隣接する栽培棚列Ｃ同士間で水平移動経路上を移動するときの移動距離と同じ距離だけ、入出庫ステーション１２２に隣接する特定栽培棚列としての栽培棚列Ｃ１，Ｃ２に対して水平移動経路上を移動することで、入出庫部１６０およびストック棚列１７０に対する培地ユニット１１１または保持フレーム１１５の搬出または搬入が可能になる位置であり、換言すれば、水平移動方向で隣接する栽培棚列Ｃ間の間隔と同じ間隔で栽培庫１２１に水平移動方向で隣接した位置である。
【００６２】
入出庫部１６０は、２つの棚列ブロック１２５，１２６のうちの１つの棚列ブロックである第２棚列ブロック１２６に水平移動方向で隣接して配置され、該第２棚列ブロック１２６の端部に位置する栽培棚列Ｃ２に隣接するとともに該栽培棚列Ｃ２に一体化されている。
一方、ストック棚列１７０は、２つの棚列ブロック１２５，１２６のうちの別の１つの棚列ブロックである第１棚列ブロック１２５に移動方向で隣接して配置され、第１棚列ブロック１２５の端部に位置する特定栽培列棚としての栽培棚列Ｃ１に隣接するとともに該栽培棚列Ｃ１に一体化されている。
したがって、移送装置１３０は、栽培庫１２１での培地ユニット１１１の水平方向および上下方向での搬送の形態および栽培棚Ｓに対する培地ユニット１１１の搬入出の形態と同じ搬送形態および搬入出形態で、入出庫ステーション１２２において培地ユニット１１１および保持フレーム１１５の搬送および搬入出を行う。
【００６３】
入出庫部１６０は、上下方向に１以上の段の、本実施例では１段の載置棚である入出庫棚１６１から構成される。
入出庫棚１６１は、移送装置１３０により移送されて栽培庫１２１に入庫される前の培地ユニット１１１が載置される入庫棚であり、また、移送装置１３０により移送されて栽培庫１２１から出庫された後の培地ユニット１１１が載置される出庫棚でもある。
また、入出庫棚１６１は、各栽培棚列Ｃのすべての栽培棚Ｓのうちで、最上段栽培棚Ｓ１および中間段栽培棚Ｓ３よりも最下段栽培棚Ｓ２に近い位置にあり、また、下部区域Ｒ２に含まれる最下段栽培棚Ｓ２に最も近い位置にあり、また、前記所定区数の区域Ｒ１〜Ｒ３のうちで、最下区域Ｒ２に最も近い位置にある。
【００６４】
ストック棚列１７０は、栽培庫１２１を構成する栽培棚列Ｃの数である前記所定列数以上の数の、本実施形態では該所定列数と同数の１２のストック棚１７１から構成される。
最下段のストック棚１７１は、上下方向で、栽培棚列Ｃの最下段栽培棚Ｓ２と同じ位置にあり、最上段のストック棚１７１は、栽培棚列Ｃの同一段での栽培棚Ｓである中間段栽培棚Ｓ３と同じ位置にあり、各ストック棚１７１の棚の高さは、栽培棚列Ｃでの同一段での栽培棚Ｓの棚の高さＨと同じであり、上下方向での位置に応じて異なる。
別の例として、すべてのストック棚１７１の棚の高さは同一であってもよく、また１以上のストック棚１７１の棚の高さが、栽培棚Ｓの棚の高さＨとは異なっていてもよい。
【００６５】
各ストック棚１７１には、栽培棚Ｓから搬出されて入出庫棚１６１に載置され培地ユニット１１１からプランター１０３を収容している培地トレー１１２が取り出された後、残った保持フレーム１１５が空ユニットとして、上下方向で最下段のストック棚１７１と同じ位置にある入出庫棚１６１から、移載機構１３１によりストック棚１７１に移載されて格納される。
なお、ストック棚１７１には、栽培棚Ｓにおいて必要となる栽培水供給装置１５０を含む前記栽培環境設定装置は備えられていない。
【００６６】
入出庫棚１６１には、搬送機構１４１が水平移動経路での入出庫位置Ｐ（図５参照）を占めるときに、移載機構１３１によりストック棚１７１から移載された保持フレーム１１５が、該移載機構１３１により載置される。
そして、入出庫棚１６１に載置されている保持フレーム１１５に、作業者により植物１０２が植えられたプランター１０３（図３参照）を収容した培地トレー１１２が保持されることで、培地ユニット１１１が得られる。
【００６７】
また、搬送機構１４１が入出庫位置Ｐ（図６参照）を占めるときに、栽培庫１２１から搬送されてきた培地ユニット１１１が移載機構１３１により入出庫棚１６１に載置された後、収穫のために培地トレー１１２が取り外されて残った保持フレーム１１５は、移載機構１３１により入出庫棚１６１から移載されてストック棚１７１に載置される。
このように、入出庫位置Ｐは、入庫位置であるとともに出庫位置でもある。
【００６８】
次に、植物栽培装置１００の栽培庫１２１に対する入出庫工程を説明するための図５および図６を中心に、必要に応じて図１，図２を参照して、ストック棚１７１に格納されている保持フレーム１１５から培地ユニット１１１が作成されて、該培地ユニット１１１が栽培庫１２１に入庫される入庫工程、および、培地ユニット１１１が栽培庫１２１から出庫される出庫工程を含む植物栽培装置における培地ユニットの格納方法について説明する。
なお、図５，図６では、図の繁雑化を避けるため、植物栽培装置１００の一部が削除され、また簡略化されている。
【００６９】
図１に示されるように、保持フレーム１１５がストック棚列１７０に保管されている状態で、第１，第２棚列ブロック１２５，１２６の各栽培棚列Ｃの最上段栽培棚Ｓ１に格納される予定の培地ユニット１１１を作成するための保持フレーム１１５がストック棚１７１に格納されている。
【００７０】
図５（ａ）を参照すると、栽培庫１２１に入庫するための培地ユニット１１１を準備するための入庫準備工程において、案内レール１４９に沿って移動した搬送機構１４１の移動棚１４２および移載機構１３０（図２参照）が入出庫部１６０とストック棚列１７０との間の水平移動経路上で入出庫位置Ｐを占める。
【００７１】
入出庫位置Ｐにおいて、移載機構１３０の可動体１３３が図２に実線で示される位置で、ストック棚列１７０の最下段のストック棚１７１から１つの保持フレーム１１５（すなわち、空フレーム）を、入出庫棚１６１に向かって移載棚１４２に搬出する。そして、可動体１３３が移載方向で入出庫棚１６１に向かって（図２での左方に）移動することにより、保持フレーム１１５の全体が所定位置で移載棚１４２に載せられた後に、操作部１３４が移載棚１４２上の保持フレーム１１５よりも下方まで移動して係合解除位置を占めた後、可動体１３３がストック棚列１７０に向かって（図２での右方に）所定距離だけ移動した後、停止して、その位置で操作部１３４が上方に移動して係合部１１７と係合する係合位置を占める。
【００７２】
次いで、操作部１３４と係合部１１７とが係合した状態で、可動体１３４が入出庫棚１６１に向かって移動して、移載機構１３１が移載棚１４２から入出庫棚１６１に保持フレーム１１５を搬入し、保持フレーム１１５が入出庫棚１６１に載置される（図５（ｂ）参照）。
その後、作業者により、植物１０２が植えられたプランター１０３（図３参照）を収容している培地トレー１１２が、入出庫棚１６１に載置されている保持フレーム１１５に載置されて、該保持フレーム１１５に収容され、入出庫部１６０において培地ユニット１１１が作成される（図５（ｃ）参照）。
【００７３】
これら一連の工程を含む入庫準備工程の終了後、入庫工程において、搬送機構１４１が入出庫位置Ｐを占める状態で、移載機構１３１が入出庫部１６０から培地ユニット１１１を搬出して移載棚１４２の所定位置に移載した後、搬送機構１４１が案内レール１４９に沿って水平移動経路上を移動して、水平移動方向で培地ユニット１１１が格納される第１棚列ブロック１２５の栽培棚列Ｃに対応する格納位置に停止する。
そして、昇降部１４３（図２参照）により移載棚１４２が上下方向で最上段栽培棚Ｓ１の位置まで上昇して停止し、移載機構１３１が移載棚１４２から培地ユニット１１１を最上段栽培棚Ｓ１に搬入して、培地ユニット１１１が最上段栽培棚Ｓ１に格納される（図５（ｄ）参照）。
なお、水平移動経路上の前記格納位置は、第１，第２棚列ブロック１２５，１２６において移載方向で互いに対向する栽培棚Ｓ同士で同じである。
【００７４】
その後、前述の入庫準備工程および入庫工程が繰り返されて、ストック棚１７１に格納されている保持フレーム１１５が、下段側から上段側に順次搬出された後、入出庫棚１６１上で培地ユニット１１１にされて、入出庫部１６０から搬送機構１４１および移載機構１３１により移送されて第１棚列ブロック１２５の各最上段栽培棚Ｓ１に順次格納されて、入庫される。
その後、第１棚列ブロック１２５と同様にして、第２棚列ブロック１２６の各栽培棚列Ｃの最上段栽培棚Ｓ１に、ストック棚列１７０のすべての保持フレーム１１５から作成された培地ユニット１１１が格納される（図６（ａ）参照）。
【００７５】
次に、出庫工程について説明する。
第１棚列ブロック１２５の最下段栽培棚Ｓ２に格納されていた培地ブロック１１１が、移載機構１３１により搬出されて移載棚１４２に移載された後、搬送機構１４１により水平移動経路に沿って入出庫位置Ｐまで搬送され、該入出庫位置Ｐにおいて移載機構１３１により移載棚１４２から入出庫部１６０に移載されて載置される（図６（ａ）参照）。
次いで、作業者が入出庫部１６０の培地ユニット１１１から培地トレー１１２のみを取り出すことにより、入出庫棚１６１には、栽培ユニット１１０の保持フレーム１１５のみが残る（図６（ｂ）参照）。
【００７６】
その後、入出庫位置Ｐで、移載機構１３１により、保持フレーム１１５が入出庫棚１６１から搬出されて移載棚１４２に移載され、次いで移載方向で移載棚１４２を挟んで入出庫棚１６１とは反対側のストック棚列１７０における所定のストック棚１７１に搬入されて、ストック棚１７１に格納される（図６（ｃ）参照）。
【００７７】
その後、前述した工程と同様にして、第１棚列ブロック１２５の残りの各栽培棚列Ｃの最下段栽培棚Ｓ２から培地ユニット１１１が順次出庫され、次いで第２棚列ブロック１２６の各栽培棚列Ｃの最下段栽培棚Ｓ２から培地ユニット１１１が順次出庫さて、ストック棚列１７０の各ストック棚１７１には、栽培庫１２１の最下段栽培棚Ｓ２に格納されていた培地ユニット１１１の保持フレーム１１５がストック棚列１７０の各ストック棚１７１に格納される（図６（ｄ）参照）。
【００７８】
前述の出庫工程が終了した後における培地ユニット１１１の移替え工程において、図６（ｄ）に示される植物栽培装置１００の状態で、各棚列ブロック１２５，１２６において、移載機構１３１および搬送機構１４１により、下部中間段栽培棚Ｓ３ｂに格納されている培地ユニット１１１（図１，図２参照）が１つずつ搬出されて、最下段栽培棚Ｓ２に１つずつ搬入される。
同様にして、移載機構１３１および搬送機構１４１により、下部中間段栽培棚Ｓ３ｂよりも上段の各栽培棚Ｓに格納されている培地ユニット１１１が順次、１つ下方の段の栽培棚Ｓに移し替えられる。
【００７９】
次に、前述のように構成された実施例の作用および効果について説明する。
植物栽培装置１００が、植物１０２が収容されている栽培ユニット１１０が培地ユニット１１１として格納される複数の栽培棚Ｓを備える棚ユニット１２０と、水平移動経路上を移動するとともに培地ユニット１１１の搬送および栽培棚Ｓに対する培地ユニット１１１の搬入出を行う移送装置１３０とを備え、複数の栽培棚Ｓが上下方向に多段に配置された１列の栽培棚列Ｃを構成する。
この構成により、培地ユニット１１１が格納される複数の栽培棚Ｓが上下方向に多段の栽培棚列Ｃを構成するので、上下方向でのスペースを利用して栽培棚Ｓを増やすことで、植物栽培装置１００を水平方向で小型化しながら、栽培される植物１０２を増産することができる。
【００８０】
棚ユニット１２０が、複数の栽培棚列Ｃから構成される栽培庫１２１と、植物１０２が収容されていない栽培ユニット１１０の保持フレーム１１５が空ユニットとして保管されるストック棚列１７０を有する入出庫ステーション１２２とを備え、移送装置１３０が、ストック棚列１７０に対する保持フレーム１１５の搬入出を行う。
この構成により、栽培された植物１０２の収穫後などのために植物１０２が植えられていない保持フレーム１１５が保管されるストック棚部１７０が、植物１０２が植えられている培地ユニット１１１が格納される栽培庫１２１を備える棚ユニット１２０の一部として植物栽培装置１００に組み込まれるので、保持フレーム１１５を植物栽培装置１００の外部に搬出する必要がなく、培地ユニット１１１を得るための保持フレーム１１５の搬送の作業効率が向上する結果、栽培庫１２１での格納率が高い状態で植物栽培装置１００を稼働させることができて、植物栽培装置１００の栽培効率を向上させることができる。
【００８１】
しかも、ストック棚列１７０への保持フレーム１１５の搬送は、栽培庫１２１において栽培棚Ｓ同士の間での培地ユニット１１１の搬送および栽培棚Ｓに対する培地ユニット１１１の搬入出を行う移送装置１３０を利用して行われるので、ストック棚列１７０に対して保持フレーム１１５の搬入出を行うための専用の移送装置が不要になって、植物栽培装置１００のコストを削減することができる。さらに、ストック棚列１７０に対する保持フレーム１１５の搬入出を、栽培棚Ｓに対する培地ユニット１１１の搬入出と同じ搬入出形態で行うことで、植物栽培装置１００の使い勝手を向上させることができるうえ、移送装置１３０の構造を簡素化することができ、植物栽培装置１００のコストを削減することができる。
【００８２】
ストック棚列１７０が、栽培庫１２１が有する栽培棚列Ｃと同数の多段のストック棚１７１から構成されることによりストック棚列１７０には、栽培庫１２１のすべての栽培棚列Ｃのそれぞれに対して、保持フレーム１１５が保管されるストック棚１７１が少なくとも１つ確保されるので、各栽培棚列Ｃのための保持フレーム１１５および培地ユニット１１１の搬送の作業効率を向上させることができて、栽培効率を向上させることができる。
【００８３】
ストック棚列１７０および入出庫部１６０が、栽培庫１２１の特定栽培棚としての特定栽培棚列Ｃ１，Ｃ２にそれぞれ隣接して配置され、さらに該栽培棚列Ｃ１，Ｃ２にそれぞれ一体化されていることにより、栽培棚列Ｃを有する栽培庫１２１と、ストック棚１７１および入出庫部１６０を有する入出庫ステーション１２２とを備える棚ユニット１２０を小型化することができ、ひいては植物栽培装置１００を小型化することができる。
【００８４】
入出庫ステーション１２２は、栽培庫１２１の栽培棚Ｓに入庫される培地ユニット１１１が水平移動経路での入出庫位置Ｐで停止した移送装置１３０により載置される入出庫棚１６１を有し、ストック棚列１７０のストック棚１７１が、移送装置１３０が入出庫位置Ｐから水平移動経路上で移動することなく、ストック棚１７１から保持フレーム１１５を搬出可能で、かつ入出庫棚１６１に搬入可能な位置にある。
この構成により、保持フレーム１１５に植物１０２を収容した培地トレー１１２を保持させることで、栽培ユニット１１０を保持フレーム１１５から培地ユニット１１１にするために、保持フレーム１１５が移送装置１３０によりストック棚１７１から搬出されるとき、移送装置１３０は入出庫位置Ｐから水平移動経路上を移動することなくストック棚１７１から保持フレーム１１５を搬出することができるので、培地ユニット１１１を得るための保持フレーム１１５の搬送時間が短縮されて、保持フレーム１１５の搬送の作業効率が向上し、ひいては保持フレーム１１５から得られる培地ユニット１１１の栽培棚Ｓへの搬送時間が短縮されて、植物栽培装置１００の使い勝手を向上させることができる。
【００８５】
栽培ユニット１１０が、植物１０２が植えられたプランター１０３を収容する培地トレー１１２と、培地トレー１１２を着脱可能に保持するとともに移送装置１３０の移載機構１３１により操作される保持フレーム１１５とから構成されることにより、移載機構１３１に操作される保持フレーム１１５の強度を高めることで、移送装置１３０による培地ユニット１１１の取扱いの容易性が確保される。しかも、保持フレーム１１５が、植物１０２が収容される培地トレー１１２を補強する補強部材ともなることで、培地トレー１１２の軽量化が可能になるので、植物栽培装置１００からの植物１０２の搬出の際には、植物１０２が収容された培地トレー１１２のみを培地ユニット１１１から取り出して搬送することが可能になるめ、植物栽培装置１００からの植物１０２の搬出の際に植物１０２が収容された培地トレー１１２の運搬作業を容易化することができる。
【００８６】
また、ストック棚列１７０に保管される空ユニットが、栽培ユニット１１０において、培地トレー１１２が取り外された状態の保持フレーム１１５であることにより、培地トレー１１２が取り外された保持フレーム１１５は、空ユニットとして、ストック棚列１７０に保管されるなどして、植物栽培装置１００の内部に留まるので、栽培が開始される植物１０２が収容された培地トレー１１２との合体による培地ユニット１１１の作成を容易化することができる。
【００８７】
各栽培棚列Ｃが、移送装置１３０により栽培庫１２１に入庫された直後の培地ユニット１１１が格納される最上段栽培棚Ｓ１と、移送装置１３０により栽培庫１２１から出庫される直前の培地ユニット１１１が格納される最下段栽培棚Ｓ２とを有し、入出庫ステーション１２２は、最下段栽培棚Ｓ２から搬出された培地ユニット１１１が載置される入出庫部１６０を有し、入出庫部１６０が、最上段栽培棚Ｓ１よりも最下段栽培棚Ｓ２に近い位置にある。
この構成により、栽培棚列Ｃの栽培棚Ｓのうちで、入出庫部１６０と最下段栽培棚Ｓ２との間の距離は、入出庫部１６０と最上段栽培棚Ｓ１との間の距離よりも短いので、栽培庫１２１から出庫される培地ユニット１１１、すなわち、植物栽培装置１００での栽培が終了して収穫時期に達した植物１０２が収容された培地ユニット１１１を、入出庫部１６０まで搬送する時間が短くなり、培地ユニット１１１を出庫させるための搬送の作業効率を向上させることができて、植物栽培装置１００の使い勝手を向上させることができる。
【００８８】
栽培棚列Ｃのすべての栽培棚Ｓが複数の区域Ｒに分けられ、下方に位置する区域Ｒほど、棚の高さＨが高い栽培棚Ｓが含まれ、入出庫ステーション１２２が、移送装置１３０により最下区域Ｒ２の最下部栽培棚Ｓ２から搬出された培地ユニット１１１が移送装置１３０により搬送されて載置される入出庫部１６０を有し、入出庫部１６０が、区域Ｒ１〜Ｒ３において、最下区域Ｒ２に最も近い位置にある。
この構成により、栽培棚列Ｃの栽培棚Ｓのうちで、入出庫部１６０と最下区域Ｒ２との間の距離は、入出庫部１６０と最下区域Ｒ２以外の区域Ｒ１，Ｒ３との間の距離よりも短いので、栽培庫１２１から出庫される培地ユニット１１１、すなわち、生長して背丈が高くなった植物１０２が収容された培地ユニット１１１を入出庫部１６０まで搬送する時間が短くなり、培地ユニット１１１を出庫させるための搬送の作業効率を向上させることができ、植物栽培装置１００の使い勝手を向上させることができる。
【００８９】
各栽培棚列Ｃには、上下方向で隣接する中間段栽培棚Ｓ３同士において、上段側に位置する中間段栽培棚Ｓ３に格納された上段側培地ユニット１１１ａに供給された栽培水の余剰分を、下段側に位置する中間段栽培棚Ｓ３に格納された下段側培地ユニット１１１ｂに、上段側培地ユニット１１１ａから導くための導水路１５４ａが設けられる。
この構成により、上段側培地ユニット１１１ａに供給された栽培水の余剰分は、導水路１５４ａを通じて下段側培地ユニット１１１ｂに供給されるので、栽培水の供給および排出が培地ユニット１１１毎に独立して行われる場合に比べて、栽培水の供給系統および排出系統の構造（例えば配管）が簡素化されて、植物栽培装置１００を小型化することができ、また植物栽培装置１００のコストを削減することができる。
【００９０】
各栽培棚列Ｃのすべての栽培棚Ｓが、最上段栽培棚Ｓ１と最下段栽培棚Ｓ２と複数の中間段栽培棚Ｓ３とに分けられ、最上段栽培棚Ｓ１には、栽培水供給源１５１からの栽培水が供給される給水口１５７ａとドレン１５６に余剰の栽培水を排出する排水口１５８ａとが設けられ、最下段栽培棚Ｓ２には、栽培水供給源１５１からの栽培水が供給される第２給水口１５７ｂとドレン１５６に余剰の栽培水を排出する第２排水口１５８ｂとが設けられ、中間段栽培棚Ｓ３のうち、上部中間段栽培棚Ｓ３ａには、栽培水供給源１５１からの栽培水が供給される第３給水口１５７ｃと、最下段栽培棚Ｓ２の直上の下部中間段栽培棚Ｓ３ｂには、ドレン１５６に余剰の栽培水を排出する排水口１５８ｃとが設けられ、上下方向で隣接する中間段栽培棚Ｓ３同士において、上段側に位置する中間段栽培棚Ｓ３に格納された上段側培地ユニット１１１に供給された栽培水を、下段側に位置する中間段栽培棚Ｓ３に格納された下段側培地ユニット１１１に、上段側培地ユニット１１１から導く導水路１５４ａが設けられ、給水口１５７ｃからの栽培水が導水路１５４ａを通って順次下段側の培地ユニット１１１に導かれて下部中間段栽培棚Ｓ３に格納された培地ユニット１１１に供給された後、排水口１５８ｃから排出される。
【００９１】
この構成により、各栽培棚列Ｃにおいて、最上段栽培棚Ｓ１、最下段栽培棚Ｓ２および中間段栽培棚Ｓ３の三区分で、栽培水の供給および排出を互いに独立して制御できるので、各栽培棚Ｓに対する培地ユニット１１１の搬入出が行われる際に、栽培水の供給停止の及ぶ範囲を制限することが可能になって、栽培水供給装置１５０の構造の簡素化を実現しながら、植物栽培装置１００の栽培効率を向上させることができる。
そして、最上段栽培棚Ｓ１が、栽培庫１２１への入庫直後の培地ユニット１１１が格納される入庫用栽培棚であり、最下段栽培棚Ｓ２が、栽培庫１２１からの出庫直前の培地ユニット１１１が格納される出庫用栽培棚であることで、最上段栽培棚Ｓ１および最下段栽培棚Ｓ２に対する培地ユニット１１１の移送には、中間段栽培棚Ｓ３同士の間での培地ユニット１１１の移替えに要する時間に比べて多くの時間を要するために、栽培水の供給停止時間が長くなる最上段栽培棚Ｓ１および最下段栽培棚Ｓ２での栽培水の供給系統を、中間段栽培棚Ｓ３での栽培水の供給系統から独立させることで、植物栽培装置１００の栽培効率を一層向上させることができる。
【００９２】
以下、前述した実施例の一部の構成を変更した実施例について、変更した構成に関して説明する。
培地ユニット１１１は、生長による植物１０２の背丈の変化に応じての最適な棚の高さＨの栽培棚Ｓに格納されるほかに、収容された植物１０２の生育期間・種類に応じて、最適な棚の高さＨを有する栽培棚Ｓに格納されてもよい。
栽培棚列Ｃを構成するすべての栽培棚Ｓは、棚の高さＨが同一であってもよい。
栽培棚列Ｃの数は、複数の棚列ブロックにおいて異なっていてもよい。
【００９３】
栽培ユニットは、培地トレー１１２および保持フレーム１１５に分離可能な分割型部材ではなく、プランター１０３を収容可能であるとともに移載機構１３１と係合可能な１つの一体型部材により構成されてもよい。
培地トレー１１２は、被収容物としての培地を直接収容してもよい。
入出庫ステーション１２２において、入出庫部１６０が上下方向に配置された２または３以上の複数の入出庫棚１６１から構成されてもよく、また、入出庫部１６０およびストック棚１７１が水平方向に水平移動経路に平行に複数列配置されてもよい。さらに、入庫棚と出庫棚とが別個の棚または列として構成されてもよい。
【００９４】
導水路１５４ａは、培地トレー１１２とは別個の部材である導水管１５４により構成されたが、導水管が培地トレー１１２に一体成形されてもよく、また導水路１５４ａが培地トレー１１２自体に設けられてもよい。
栽培棚列Ｃにおいて、入庫用栽培棚は、最上段栽培棚Ｓ１以外の栽培棚Ｓであってもよく、出庫用栽培棚は、最下段栽培棚Ｓ２以外の栽培棚Ｓであってもよい。
栽培水供給源１５１は、複数の培地ユニット１１１に栽培水をそれぞれ供給する複数の栽培水供給源の集合体であってもよく、同様に、ドレン１５６は、複数の培地ユニット１１１からの余剰の栽培水が導かれる複数のドレンの集合体であってもよい。
【符号の説明】
【００９５】
１００・・・植物栽培装置
１０２・・・植物
１１０・・・栽培ユニット
１１１・・・培地ユニット
１１２・・・培地トレー
１１５・・・保持フレーム
１２０・・・棚ユニット
１２１・・・栽培庫
１２２・・・入出庫ステーション
１２５，１２６・・・棚列ブロック
１３０・・・移送装置
１３１・・・移載機構
１４１・・・搬送機構
１５０・・・栽培水供給装置
１５４ａ・・・導水路
１５７・・・給水口
１５８・・・排水口
１６０・・・入出庫部
１６１・・・入出庫棚
１７０・・・ストック棚列
１７１・・・ストック棚
Ｓ，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３・・・栽培棚
Ｃ ・・・栽培棚列、
Ｒ ・・・区域
Ｐ ・・・入出庫位置
Ｈ ・・・棚の高さ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
栽培対象である植物を収容可能な複数の栽培ユニットと、前記植物が収容されている前記栽培ユニットが培地ユニットとして格納される複数の栽培棚を備える棚ユニットと、移動経路上を移動するとともに前記培地ユニットの搬送および前記栽培棚に対する前記培地ユニットの搬入出を行う移送装置とを備え、複数である所定数の前記栽培棚が上下方向に多段に配置された１列の栽培棚列を構成する植物栽培装置において、
前記棚ユニットが、１以上の所定列数の前記栽培棚列から構成される栽培庫と、前記植物が収容されていない前記栽培ユニットが空ユニットとして保管されるストック部を有する作業ステーションとを備え、
前記移送装置が、前記ストック部に対する前記空ユニットの搬入出を行うことを特徴とする植物栽培装置。
【請求項２】
前記ストック部が、上下方向に多段に配置された前記所定列数以上の数のストック棚から構成されるストック棚列であり、
前記ストック棚列が、前記栽培棚列である特定栽培棚列に隣接して配置されるとともに前記特定栽培棚列に一体化されていることを特徴とする請求項１に記載の植物栽培装置。
【請求項３】
前記作業ステーションが、前記栽培棚に入庫される前記培地ユニットが前記移動経路での入庫位置で停止した前記移送装置により載置される入庫部を有し、
前記ストック部が、前記移送装置が入庫位置から前記移動経路上で移動することなく、前記ストック部から前記空ユニットを搬出可能で、かつ前記入庫部に搬入可能な位置にあることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の植物栽培装置。
【請求項４】
前記栽培ユニットが、前記植物が植えられた被収容物を収容する収容部材と、前記収容部材を着脱可能に保持するとともに前記移送装置により操作される保持部材とから構成され、
前記空ユニットが、前記収容部材が取り外された状態の前記保持部材であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の植物栽培装置。
【請求項５】
前記各栽培棚列が、前記移送装置により前記栽培庫に入庫された直後の前記培地ユニットが格納される入庫用栽培棚または最上段栽培棚と、前記移送装置により前記栽培庫から出庫される直前の前記培地ユニットが格納される出庫用栽培棚または最下段栽培棚とを有し、
前記作業ステーションが、前記移送装置により前記出庫用栽培棚または前記最下段栽培棚から搬出された前記培地ユニットが前記移送装置により搬送されて載置される出庫部を有し、
前記出庫部が、前記各栽培棚列において、前記入庫用栽培棚または前記最上段栽培棚よりも前記出庫用栽培棚または前記最下段栽培棚に近い位置にあることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の植物栽培装置。
【請求項６】
前記栽培棚列の前記所定数の前記栽培棚が、１以上の前記栽培棚を含む複数である所定区数の区域に分けられ、
下方に位置する前記区域ほど、棚の高さが高い前記栽培棚が含まれ、
前記作業ステーションが、前記移送装置により最下部の前記区域の前記栽培棚から搬出された前記培地ユニットが前記移送装置により搬送されて載置される出庫部を有し、
前記出庫部が、前記所定区数の前記区域において、前記最下部の前記区域に最も近い位置にあることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の植物栽培装置。
【請求項７】
前記各栽培棚列には、上下方向で隣接する前記栽培棚同士において、上段側に位置する前記栽培棚に格納された前記培地ユニットである上段側培地ユニットに供給された栽培水の余剰分を、下段側に位置する前記栽培棚に格納された前記培地ユニットである下段側培地ユニットに、前記上段側培地ユニットから導くための導水路が設けられることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１つに記載の植物栽培装置。
【請求項８】
前記各栽培棚列のすべての前記栽培棚が、最上段の最上段栽培棚と、最下段の最下段栽培棚と、前記最上段栽培棚と前記最下段栽培棚との間の複数の中間段栽培棚とに分けられ、
前記最上段栽培棚には、栽培水供給源からの栽培水が供給される第１給水口と、ドレンに余剰の栽培水を排出する第１排水口とが設けられ、
前記最下段栽培棚には、前記栽培水供給源からの栽培水が供給される第２給水口と、前記ドレンに余剰の栽培水を排出する第２排水口とが設けられ、
前記中間段栽培棚のうち、前記最上段栽培棚の直下の上部中間段栽培棚には、前記栽培水供給源からの栽培水が供給される第３給水口と、前記最下段栽培棚の直上の下部中間段栽培棚には、前記ドレンに余剰の栽培水を排出する第３排水口とが設けられ、
上下方向で隣接する前記中間段栽培棚同士において、上段側に位置する前記中間段栽培棚に格納された前記培地ユニットである上段側培地ユニットに供給された栽培水を、下段側に位置する前記中間段栽培棚に格納された前記培地ユニットである下段側培地ユニットに、前記上段側培地ユニットから導く導水路が設けられ、
前記第３給水口からの栽培水が前記導水路を通って順次下段側の前記培地ユニットに導かれて前記下部中間段栽培棚に格納された前記培地ユニットに供給された後、前記第３排水口から排出されることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１つに記載の植物栽培装置。
【請求項１】
栽培対象である植物を収容可能な複数の栽培ユニットと、前記植物が収容されている前記栽培ユニットが培地ユニットとして格納される複数の栽培棚を備える棚ユニットと、移動経路上を移動するとともに前記培地ユニットの搬送および前記栽培棚に対する前記培地ユニットの搬入出を行う移送装置とを備え、複数である所定数の前記栽培棚が上下方向に多段に配置された１列の栽培棚列を構成する植物栽培装置において、
前記棚ユニットが、１以上の所定列数の前記栽培棚列から構成される栽培庫と、前記植物が収容されていない前記栽培ユニットが空ユニットとして保管されるストック部を有する作業ステーションとを備え、
前記移送装置が、前記ストック部に対する前記空ユニットの搬入出を行うことを特徴とする植物栽培装置。
【請求項２】
前記ストック部が、上下方向に多段に配置された前記所定列数以上の数のストック棚から構成されるストック棚列であり、
前記ストック棚列が、前記栽培棚列である特定栽培棚列に隣接して配置されるとともに前記特定栽培棚列に一体化されていることを特徴とする請求項１に記載の植物栽培装置。
【請求項３】
前記作業ステーションが、前記栽培棚に入庫される前記培地ユニットが前記移動経路での入庫位置で停止した前記移送装置により載置される入庫部を有し、
前記ストック部が、前記移送装置が入庫位置から前記移動経路上で移動することなく、前記ストック部から前記空ユニットを搬出可能で、かつ前記入庫部に搬入可能な位置にあることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の植物栽培装置。
【請求項４】
前記栽培ユニットが、前記植物が植えられた被収容物を収容する収容部材と、前記収容部材を着脱可能に保持するとともに前記移送装置により操作される保持部材とから構成され、
前記空ユニットが、前記収容部材が取り外された状態の前記保持部材であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の植物栽培装置。
【請求項５】
前記各栽培棚列が、前記移送装置により前記栽培庫に入庫された直後の前記培地ユニットが格納される入庫用栽培棚または最上段栽培棚と、前記移送装置により前記栽培庫から出庫される直前の前記培地ユニットが格納される出庫用栽培棚または最下段栽培棚とを有し、
前記作業ステーションが、前記移送装置により前記出庫用栽培棚または前記最下段栽培棚から搬出された前記培地ユニットが前記移送装置により搬送されて載置される出庫部を有し、
前記出庫部が、前記各栽培棚列において、前記入庫用栽培棚または前記最上段栽培棚よりも前記出庫用栽培棚または前記最下段栽培棚に近い位置にあることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の植物栽培装置。
【請求項６】
前記栽培棚列の前記所定数の前記栽培棚が、１以上の前記栽培棚を含む複数である所定区数の区域に分けられ、
下方に位置する前記区域ほど、棚の高さが高い前記栽培棚が含まれ、
前記作業ステーションが、前記移送装置により最下部の前記区域の前記栽培棚から搬出された前記培地ユニットが前記移送装置により搬送されて載置される出庫部を有し、
前記出庫部が、前記所定区数の前記区域において、前記最下部の前記区域に最も近い位置にあることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の植物栽培装置。
【請求項７】
前記各栽培棚列には、上下方向で隣接する前記栽培棚同士において、上段側に位置する前記栽培棚に格納された前記培地ユニットである上段側培地ユニットに供給された栽培水の余剰分を、下段側に位置する前記栽培棚に格納された前記培地ユニットである下段側培地ユニットに、前記上段側培地ユニットから導くための導水路が設けられることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１つに記載の植物栽培装置。
【請求項８】
前記各栽培棚列のすべての前記栽培棚が、最上段の最上段栽培棚と、最下段の最下段栽培棚と、前記最上段栽培棚と前記最下段栽培棚との間の複数の中間段栽培棚とに分けられ、
前記最上段栽培棚には、栽培水供給源からの栽培水が供給される第１給水口と、ドレンに余剰の栽培水を排出する第１排水口とが設けられ、
前記最下段栽培棚には、前記栽培水供給源からの栽培水が供給される第２給水口と、前記ドレンに余剰の栽培水を排出する第２排水口とが設けられ、
前記中間段栽培棚のうち、前記最上段栽培棚の直下の上部中間段栽培棚には、前記栽培水供給源からの栽培水が供給される第３給水口と、前記最下段栽培棚の直上の下部中間段栽培棚には、前記ドレンに余剰の栽培水を排出する第３排水口とが設けられ、
上下方向で隣接する前記中間段栽培棚同士において、上段側に位置する前記中間段栽培棚に格納された前記培地ユニットである上段側培地ユニットに供給された栽培水を、下段側に位置する前記中間段栽培棚に格納された前記培地ユニットである下段側培地ユニットに、前記上段側培地ユニットから導く導水路が設けられ、
前記第３給水口からの栽培水が前記導水路を通って順次下段側の前記培地ユニットに導かれて前記下部中間段栽培棚に格納された前記培地ユニットに供給された後、前記第３排水口から排出されることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１つに記載の植物栽培装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２１０１８５（Ｐ２０１２−２１０１８５Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７７７４２（Ｐ２０１１−７７７４２）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００３３５５）株式会社椿本チエイン (861)
【出願人】（５９４１５６０２０）エスペックミック株式会社 (10)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００３３５５）株式会社椿本チエイン (861)
【出願人】（５９４１５６０２０）エスペックミック株式会社 (10)
【Ｆターム（参考）】
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