JPH0767484A - 水耕栽培施設における栽培野菜の収穫方法および収穫装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 栽培野菜の倒伏位置のばらつきを軽減して回
収作業を簡易化することにより収穫作業の自動化を容易
にする栽培野菜の収穫方法および収穫装置を提供する。 【構成】 培養液が流れる栽培トラフ１０５の培養液上
方に水平に配置した支持ベルト１０９にポット１１０を
介して栽培野菜３００を支持させた水耕栽培施設におい
て、支持ベルト１０９に沿って栽培野菜３００を切断し
て収穫するに際し、支持ベルト１０９の上方に位置する
栽培野菜３００に所要の方向に向けた倒伏力を作用させ
ながら栽培野菜３００を切断するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、培養液が流れる栽培ト
ラフの上部に、支持部材、例えば帯状の支持ベルトを配
置して、この支持ベルトに栽培野菜を保持させた水耕栽
培施設に適用される収穫方法および収穫装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】培養液が流れる栽培トラフの上部に支持
ベルトを配置して、この支持ベルトに栽培野菜を保持さ
せた水耕栽培施設が提案されており（特許第１６３０４
４２号）、既に実用化されている。

【０００３】この支持ベルトのような支持部材を用いて
栽培野菜を支持させた水耕栽培施設においては、栽培野
菜を人手により収穫することとしており、その人手によ
る収穫作業は前記支持部材の上方位置において片手で栽
培野菜を持ちながら手持ちの刃物で栽培野菜の根部近傍
を切断して行なうものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、従来は、収
穫個所、即ち栽培トラフの一端部側に多数の人員を配置
し、人手によって野菜の収穫を行っていたため、作業効
率が悪く、また人件費が掛かるという問題があった。

【０００５】そのため、栽培野菜の収穫作業を自動化す
ることが考えられるが、栽培野菜をそのまま切断して収
穫するものとした場合、個々の野菜の生育形態によって
その重心位置が異なるので、栽培野菜の倒伏位置がばら
ついて、回収作業が煩雑で収穫作業の自動化が面倒なも
のとなる。

【０００６】本発明はこのような背景に基づいてなされ
たものであり、栽培野菜の倒伏位置のばらつきを軽減し
て回収作業を簡易化することにより収穫作業の自動化を
容易にすることを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、培養液が流れる栽培トラフ
の培養液上方に水平に配置した支持部材にポットを介し
て栽培野菜を支持させた水耕栽培施設において、前記支
持部材に沿って栽培野菜を切断して収穫するに際し、前
記支持部材の上方に位置する栽培野菜に所要の方向に向
けた倒伏力を作用させながら栽培野菜を切断するように
したものである。

【０００８】

【作用】支持ベルトの上方で栽培野菜を切断する場合に
は、特に栽培野菜の倒伏方向のばらつきが大きいが、栽
培野菜を傾けることにおける倒伏方向への重力ベクトル
あるいは栽培野菜の倒伏方向への風力などを利用した倒
伏力によって切断された栽培野菜を所定方向に確実に回
収することができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１０】図１は実施例に係る水耕栽培、収穫システ
ム全体の概略平面図である。

【００１１】この実施例においては葉菜を栽培野菜とし
て収穫するものであって、このシステムは水耕栽培施設
１００と、この施設１００で育成された栽培野菜を収穫
する収穫装置２００とに大別される。

【００１２】まず、水耕栽培施設については公知である
ので、簡単な説明に止める。培養液タンク１０１からポ
ンプ１０２により供給配管１０３に培養液を供給する
と、この培養液は３つに分岐され、バルブ１０４を介し
て栽培トラフ１０５の一端（入口側）に供給されるよう
になっている。バルブ１０４を設けた栽培トラフ１０５
は図から明らかなように、多数平行に配列された３つの
ブロックに分かれており、培養液はバルブ１０４を開け
ておく限り、３つのブロックの全栽培トラフ１０５に同
時に流れる。

【００１３】長い樋状の栽培トラフ１０５はその長手方
向と直角に適宜間隔で設けられた架台１０６によって支
持されている。また、栽培トラフ１０５内を流れる培養
液は、栽培トラフ１０５の他端（出口）部側で合流し、
回収配管１０７によって培養液タンク１０１内に回収さ
れるようになっている。

【００１４】図２は栽培トラフ１０５の縦断側面図であ
る。

【００１５】栽培トラフ１０５の上部両側に形成したガ
イド溝１０８には、例えばテフロンテープからなる支持
ベルト１０９の両側縁が長手方向に摺動自在に係止され
ており、また、支持ベルト１０９の長手方向には適宜間
隔で開口が形成されており、この開口に、栽培野菜を育
成、保持するポット１１０が上方から嵌合されている。

【００１６】なお、この実施例においては、支持部材と
して支持ベルト１０９を用いたがベルト状に限らずシー
ト状のものであってもよい。

【００１７】再び、図１に戻り、栽培トラフ１０５の培
養液出口側端部近傍には栽培トラフ１０５の長手方向と
直角方向に回転するエンドレス状の搬送ベルト１１１が
配置されており、後述する収穫装置２００により、収穫
された栽培野菜が最終的にこの搬送ベルト１１１上に乗
せられ、下流（図１中矢印方向）の工程位置、例えば箱
詰め工程位置に搬送される。

【００１８】収穫装置２００は、装置本体２０１と、装
置本体２０１と連設され、搬送ベルト１１１と平行な第
１コンベア２０２と、同じく装置本体２０１と一体的に
設けられ、第１コンベア２０２と搬送ベルト１１１間を
中継する第２コンベア２０３と、装置本体２０１を、各
栽培トラフ１０５の出口側端部と順次対向するように、
栽培トラフ１０５の長手方向と直角方向に移動案内する
一対のレール２０４とから構成されている。

【００１９】次に主要部の装置本体２０１について詳細
に説明する。

【００２０】図３は装置本体２０１の平面図、図４はそ
の正面図、図５はその右側面図である。

【００２１】図３において、装置本体２０１は、枠体２
０５の一端に、栽培トラフ１０５（の出口側端部）と接
続する接続部２０６を備え、また、枠体２０５の内部に
は、周縁に刃を有する２枚の回転円板２０７ａ，２０７
ｂの縁部同士を一部圧接させ、その圧接部に切断対象物
である栽培野菜の根部を移行挿入して切断する機構のロ
ータリカッタ２０７、ポット除去装置２０８、支持ベル
ト１０９の一端を係止して巻き取る巻取装置２０９が、
接続部２０６側から順に配置されている。

【００２２】なお、図示しないが、ポット除去装置２０
８の上流側には、ポット１１０から延在する栽培野菜の
根部を切除する切刃が設置されており、この切刃部分を
通過することにより、支持ベルト１０９に設置されたポ
ット１１０は根部が除去されてそれぞれ独立の別体状に
なっている。

【００２３】ポット除去装置２０８は支持ベルト１０９
の上方をその入口側と出口側で押さえる押さえローラ２
０８ａ，２０８ｂと、両ローラ２０８ａ，２０８ｂの間
にあって支持ベルト１０９の下面に接する押し上げロー
ラ２０８ｃを有しており、この押し上げローラ２０８ｃ
によりポット１１０を上方に押し上げて支持ベルト１０
９から除去するようになっている。

【００２４】２１０は接続部２０６からロータリカッタ
２０７の下流側（支持ベルト１０９の搬送方向から見
て）に亘って設けたガイド部材であり、支持ベルト１０
９はこのガイド部材２１０で案内されるようになってい
る。また、２１０ａは、ポット１１０内の栽培野菜を第
１コンベア２０２側に傾斜させるための傾斜部である。
２１１はロータリカッタ２０７により支持ベルト１０９
から切断された栽培野菜を第１コンベア２０２にスムー
ズに導くための誘導ブラシ、２１２はポット除去装置２
０８の下流側にあって、支持ベルト１０９に付着してい
るごみなどを除去する洗浄ノズル、２１３は同じくブラ
シ、２１４は支持ベルト１０９を案内するピンチローラ
である。また、２１５は巻取装置２０９を構成する巻取
ドラムであり、図４に示すように、サーボモータ２１６
により駆動伝達ベルト２１７を介して駆動されるように
なっている。

【００２５】図４に示すように、枠体２０５の内部に
は、ローリング支持台２１８に一端が支持され、他端が
取付板２１９に軸支された揺動ユニット２２０が設けら
れており、前記ロータリカッタ２０７、ポット除去装置
２０８、ピンチローラ２１４、巻取装置２０９などはこ
の揺動ユニット２２０に一体的に取り付けられており、
図５に示すように、取付板２１９に形成された一対の円
弧溝２１９ａの範囲において前記支持ベルト１０９の断
面の中心を通る中心軸まわりで揺動ユニット２２０は左
右に揺動し得るようになっている。これによって後述す
るように、傾斜部２１０ａの作用により傾斜された栽培
野菜の傾きに合わせて、ロータリカッタ２０７を傾斜さ
せることができる。

【００２６】次に接続部２０６の機構について詳細に説
明する。

【００２７】図６は接続部２０６の平面図、図７は同、
正面図である。

【００２８】接続部２０６は図６に示すように、両側部
にガイドレール２２１を設け、かつ、このガイドレール
２２１上を４個のキャリッジローラ２２２が転動するこ
とで、上流側と下流側に移動するキャリッジ２２３を設
けている。２２４はガイドレール２２１の前方（上流
側）と後方（下流側）とをそれぞれ連結するブラケット
である。

【００２９】キャリッジ２２３の前方部には、栽培トラ
フ１０５の出口側端部に設けた略ボール状のトラフジョ
イント１１２と係合する、同じく略ボール状のキャリッ
ジジョイント２２５が設けてある。キャリッジジョイン
ト２２５のトラフジョイント１１２との対向面は、トラ
フジョイント１１２の外周の円弧部が嵌合するように、
円弧部２２５ａとなっている。また、キャリッジジョイ
ント２２５の一側部には板ばねにより常に内側に付勢さ
れた係止爪２２６が設けられており、他側部には同じく
別の板ばねにより常に内側に付勢された接合ローラ２２
７が設けられている。

【００３０】一方、前記トラフジョイント１１２の一側
部には前記係止爪２２６と係止するための被係止部１１
２ａが形成されている。また、接合ローラ２２７はトラ
フジョイント１１２の外周面に当接するもので、後述す
る機構によりキャリッジジョイント２２５が前方、即ち
トラフジョイント１１２に接近する方向に移動する時、
トラフジョイント１１２の外周面を転動し、最大径のデ
ッドポイントを乗り越えた後は、その内方に向かう付勢
力によりキャリッジジョイント２２５をトラフジョイン
ト１１２に勢いよく引き込み、円弧部２２５ａとトラフ
ジョイント１１２を当接させる。この時、係止爪２２６
もトラフジョイント１１２の外周面を乗り越えて被係止
部１１２ａに係止される。これにより栽培トラフ１０５
と接続部２０６は接続される。

【００３１】次にこのようなキャリッジ２２３を前後に
移動させる機構について説明する。

【００３２】キャリッジ２２３の両側部間に軸支され
た、即ち、移動方向と直角に軸支された支軸２２８の中
央には、ピニオンギヤ２２９が設けてあり、このピニオ
ンギヤ２２９は、前後のブラケット２２４間に支持され
たラック２３０とかみ合っている。

【００３３】そして、この支軸２２８にはコイルスプリ
ング２２８ａが装着され、このコイルスプリング２２８
ａの一端を支軸２２８に固定するとともに、他端をキャ
リッジ２２３の側部に設置した係止ピン２２３ａに固定
させ、このコイルスプリング２２８ａのばね力によりキ
ャリッジ２２３を通常後退位置に位置させるように付勢
している。

【００３４】また、支軸２２８の一端には、操作レバー
２３１の一端が固定されている。

【００３５】そのため、操作レバー２３１は通常は実線
位置にあり、栽培トラフ１０５と接続部２０６を接続さ
せようという時には、図７の２点鎖線位置まで反時計回
り方向に回動操作する。

【００３６】この操作レバー２３１の回転により、支軸
２２８は前記コイルスプリング２２８ａを拡径するよう
に撓ませながら前記ばね力に抗して回動し、ピニオンギ
ヤ２２９は支軸２２８を介して反時計回り方向に回転す
る。

【００３７】そして、ピニオンギヤ２２９はラック２３
０とかみ合っているため、ピニオンギヤ２２９はラック
２３０に対して相対的に移動し、この結果、キャリッジ
２２３は前方に移動し、トラフジョイント１１２とキャ
リッジジョイント２２５は当接する。

【００３８】なお、２３２は、ガイドレール２２１に対
してキャリッジローラ２２２と反対側から当接してキャ
リッジ２２３の脱落を防止するための補助ローラであ
る。

【００３９】図８は第１の実施例に係る栽培野菜に対す
る倒伏力付与機構を示す構成図である。

【００４０】本実施例ではロータリカッタ２０７が支持
ベルト１０９の上方にあるため、支持ベルト１０９の上
方で栽培野菜３００の根部直近を切断することになる
が、この場合に栽培野菜３００を鉛直姿勢のままで切断
すると、個々の栽培野菜３００の生育形態が異なり、そ
れぞれその重心位置が異なるので栽培野菜３００の倒伏
方向のばらつきが大きい。

【００４１】そこで、前記ガイド部材２１０の傾斜部２
１０ａによる傾斜を利用して、支持ベルト１０９を第１
コンベア２０２側に傾斜させることで、重力により倒伏
力を栽培野菜３００に作用させている。そして、ロータ
リカッタ２０７も前記揺動ユニット２２０を揺動させる
ことにより支持ベルト１０９と平行になるように傾斜さ
せ、この状態でロータリカッタ２０７により栽培野菜３
００を切断している。

【００４２】このようにすれば、切断された栽培野菜３
００はその生育形態の如何による重心位置のばらつきに
かかわらず、確実に第１コンベア２０２上に落下するの
で、回収が容易である。なお、２４０ａは回転円板２０
７ａ用のモータユニット、２４０ｂは回転円板２０７ｂ
用のモータユニットである。

【００４３】図９は第２の実施例に係る栽培野菜３００
に対する倒伏力付与機構を示す構成図である。

【００４４】この実施例では、前記実施例においてガイ
ド部材２１０に形成した傾斜部２１０ａを形成せず、こ
れに代えて第１コンベア２０２側に向かって吹きつける
風３０１を切断時に支持ベルト１０９上の栽培野菜３０
０に当ててこの栽培野菜３００に倒伏力を付与させてい
る。この機構においても上記と同様の効果が得られる。

【００４５】次に収穫装置２００の動作について述べ
る。

【００４６】まず、収穫しようとする栽培トラフ１０５
の位置に、装置本体２０１を移動させる。これは図示し
ないモータによってなされる。

【００４７】次いで接続部２０６の中心位置をトラフジ
ョイント１１２の中心位置に合わせて操作レバー２３１
を前方に倒し、キャリッジ２２３を前方に移動させてト
ラフジョイント１１２とキャリッジジョイント２２５を
接続することで、接続部２０６を栽培トラフ１０５に接
続する。

【００４８】その際、この実施例においては前記支持ベ
ルト１０９の先端部の所定の長さ部分だけにはポット１
１０を設置せずに余らせてあるので、その部分の支持ベ
ルト１０９を収穫装置２００に装着した状態として接続
を行い、その支持ベルト１０９の先端部を巻取装置２０
９の巻取ドラム２１５に係止し、そのままサーボモータ
２１６により巻取ドラム２１５を回転させて支持ベルト
１０９を巻き取りながらの収穫作業を開始する。

【００４９】この収穫作業において、栽培野菜３００は
順次ロータリカッタ２０７位置に搬送され、ロータリカ
ッタ２０７で切断される。

【００５０】切断された栽培野菜３００には前述したよ
うに、重力により（図８参照）あるいは風力により（図
９参照）倒伏力が作用しているので、栽培野菜３００は
正確に第１コンベア２０２に落下し回収される。

【００５１】一方、栽培野菜３００が切り離され，かつ
根部の切除された支持ベルト１０９上のポット１１０
は、ポット除去装置２０８の押し上げローラ２０８ｃに
より支持ベルト１０９から押し上げられるようにして除
去される。支持ベルト１０９はその後、洗浄ノズル２１
２、ブラシ２１３により、上下面を清掃された状態で巻
取ドラム２１５に巻き取られる。

【００５２】このような収穫作業に際し、トラフ１０５
に装着されていた支持ベルト１０９の後端に新たな支持
ベルト１０９を連結しておけば、収穫作業による支持ベ
ルト１０９の巻取りによりそのトラフ１０５に新たな支
持ベルト１０９を装着することができる。

【００５３】したがって、この新たな支持ベルト１０９
に苗の入った新たなポット１１０の装着作業を行いなが
らトラフ１０５内に進入させるようにすることによっ
て、先の支持ベルト１０９からの栽培野菜３００の収穫
の完了後そのまま直ちに新たな支持ベルト１０９による
水耕栽培を開始することができる。

【００５４】なお、本実施例では栽培野菜３００をポッ
ト１１０内で育成したが、支持ベルト１０９上で直接育
成させてもよく、さらにはポット１１０以外の手段によ
り育成させてもよい。その場合は当然のことながら、ポ
ット除去装置２０８は不要となる。

【００５５】

【発明の効果】請求項１ないし５記載の発明によれば、
栽培野菜に所要の方向に向けた倒伏力を作用させながら
栽培野菜を切断するので、切断された栽培野菜の倒伏位
置のばらつきが軽減され、回収作業が簡易化することに
より収穫作業の自動化を容易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る水耕栽培、収穫システム
全体の概略平面図である。

【図２】栽培トラフの縦断側面図である。

【図３】本発明の実施例に係る収穫装置の装置本体の平
面図である。

【図４】本発明の実施例に係る収穫装置の装置本体の正
面図である。

【図５】本発明の実施例に係る収穫装置の装置本体の右
側面図である。

【図６】装置本体の接続部の平面図である。

【図７】装置本体の接続部の正面図である。

【図８】第１の実施例に係る栽培野菜に対する倒伏力付
与機構を示す構成図である。

【図９】第２の実施例に係る栽培野菜に対する倒伏力付
与機構を示す構成図である。

【符号の説明】

１０５ 栽培トラフ １０９ 支持ベルト（支持部材） １１０ ポット ２０１ 装置本体 ２０２ 第１コンベア（移送用コンベア） ２０７ ロータリカッタ（カッタ） ２１０ ガイド部材 ２１０ａ 傾斜部 ３０１ 風

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内田 徹 香川県坂出市笠指町５番37号 (72)発明者 大北 定則 香川県善通寺市善通寺町4345番地 (72)発明者 山本 登美雄 香川県高松市林町1343番地

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 培養液が流れる栽培トラフの培養液上方
   に水平に配置した支持部材にポットを介して栽培野菜を
   支持させた水耕栽培施設において、前記支持部材に沿っ
   て栽培野菜を切断して収穫するに際し、前記支持部材の
   上方に位置する栽培野菜に所要の方向に向けた倒伏力を
   作用させながら栽培野菜を切断するようにしたことを特
   徴とする水耕栽培施設における栽培野菜の収穫方法。
2. 【請求項２】 前記支持部材を傾斜させて重力により前
   記倒伏力を栽培野菜に作用させた状態で、栽培野菜を切
   断するようにしたことを特徴とする請求項１記載の水耕
   栽培施設における栽培野菜の収穫方法。
3. 【請求項３】 前記支持部材上の栽培野菜に風を当てて
   前記倒伏力を作用させた状態で、栽培野菜を切断するよ
   うにしたことを特徴とする請求項１記載の水耕栽培施設
   における栽培野菜の収穫方法。
4. 【請求項４】 培養液が流れる栽培トラフの培養液上方
   に水平に配置した支持部材にポットを介して栽培野菜を
   支持させた水耕栽培施設において、前記支持部材を帯状
   の支持ベルトで構成し、この支持ベルトを幅方向に傾斜
   した状態にガイド部材で案内するとともに、その傾斜状
   態にある支持ベルトの上側直近に栽培野菜を切断するカ
   ッタを配置したことを特徴とする水耕栽培施設における
   栽培野菜の収穫装置。
5. 【請求項５】 栽培野菜の倒伏側に設けた移送用コンベ
   アにより切断後の栽培野菜を回収するようにしたことを
   特徴とする請求項１ないし３記載の水耕栽培施設におけ
   る栽培野菜の収穫方法または請求項４記載の水耕栽培施
   設における栽培野菜の収穫装置。