JPH0789798B2 - 多方向から重力を受ける動植物育成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、動植物を育成する際に重力を多方向から作
用させることによって無重力状態と同等の成長状態が得
られるようにした多方向から重力を受ける動植物育成装
置に関するものである。

［従来の技術］ 宇宙空間においては無重力状態を生じるが、無重力状態
の中で生育する動植物は地上におけるように重力によっ
て一定方向に細胞間原形質粒子を移動させることがない
ので、その成長状態に地上とは異なった特性を生じるこ
とが考えられる。

このような状態を作り出す装置に近似したものとして、
従来円筒形のタンクの内周面に動物栽培床を設け、この
タンクの軸心を中心として回転させ強い遠心力をかける
ようにした装置（Ａ）が宇宙ファイトトロンとして米国
アリゾナ大学において発表されている。

また、多数の植物栽培床の各水平軸を回転自在に自転で
きるようにし、かつこれらの各植物栽培床の各水平軸を
水平主軸を中心としてこれに平行にその周囲に配置して
公転させることによって植物体を回転させ重力が360度
の方向から作用するようにした装置（Ｂ）（特公昭59-1
6730号公報参照）が知られている。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記従来の装置（Ａ）は、宇宙の無重力空間において地
球上と同じ重力を与えるための装置であり、栽培植物に
対しては地上における重力に相当する遠心力を作用させ
るもので、その遠心力の方向は１方向のみの力であって
全方位にわたって重力に相当する力を与えることはでき
ないものであり、装置（Ｂ）は１方向については植物栽
培床を回転することによって水平軸の周りに360度にわ
たって重力を作用させることができるが、その回転方向
と直角の方向さらに、これと直角の方向については常に
一定方向の重力が作用するものであって全方位または少
なくとも水平軸および垂直軸の周方向から重力を与える
ことができない点で動植物に無重力状態と同等の成育状
態を与えることができない問題点があった。

［問題点を解決するための手段］ この発明は、上記の問題点を解決するため、1.動植物を
定置して収納できるようにした容器（９）を回転自在に
支承し、容器（９）の直交する少なくとも垂直軸（１）
および水平軸（３）の２軸を異なる速度で回転させ容器
（９）が多方向から重力を受けるようにした動植物育成
装置、2.動植物を定置して収納できるようにした容器
（35）を内蔵した球体（24）を回転自在に支承し、球体
（24）の表面に接し回転するローラ（25）を設け、ロー
ラ（25）の支軸（28）をローラ（25）の回転速度と異な
る速度で回転させ容器（35）が多方向から重力を受ける
ようにした動植物育成装置、3.動植物を定置して収納で
きるようにした容器を内蔵した球体（38）を回転自在に
支承し、球体（38）の周面に一方の極（42）から他方の
極（43）に向って連続する螺旋溝（44）を設け、回転す
るローラ（39）をこの溝（44）に係合させ容器が多方向
から重力を受けるようにした動植物育成装置および4.動
植物を定置して収納できるようにした容器（20）を回転
自在に支承し、この容器（20）を互に直交する垂直軸
（11）、水平軸（13）および水平軸（13）に直交し水平
軸（11）に直交できる軸（15）の周りに回転させ、容器
（20）が多方向から重力を受けるようにした動植物育生
装置の手段を講じるものである。

［作用］ この発明の作用を実施例を参照して説明する。

第１実施例においては、植物を定置（明細書中定置と
は、固定状態に配置することをいう。）して収納した容
器（９）の１点（Ｐ）は例えば水平軸（３）の周りに１
回転する間に垂直軸（１）の周りに3/4回転し、水平軸
（３）の次の１回転の間に垂直軸（１）の周りに１回と
2/4回転するという状態で鎖線に示すような軌跡を通り
次第に軌跡がずれて行き容器（９）内の植物（10）に加
わる重力が水平軸（３）および垂直軸（１）の周りに36
0度の方向からかかる状態となり、水平軸（３）と垂直
軸（１）に直角な軸の周りの方向を除いて多方向から重
力がかかるので無重力空間に置かれたと近似した生育状
態を作り出すことができる。

上記の場合、垂直軸（１）の回転速度は10分間に２〜４
回転、水平軸（３）の回転速度は10分間に0.1〜１回転
程度とするのが適当と考えられる。

第２実施例においては、植物を定置して収納した容器
（20）は垂直軸（11）、水平軸（13）および垂直軸（1
1）に直交し水平軸（13）に直交できる軸（15）の周り
に回転するので各軸の回転速度が等しい場合でも容器
（20）内の植物（19）には互に直交する３軸の周りに36
0度の方向から重力がかかる状態となり第１実施例より
さらに完全にすべての方向から重力の影響を受けるよう
になる。

第３実施例においては、モータ（27）によってベルト
（26）がローラ（25）を矢印方向に回転させるので、ロ
ーラ（25）に接触している球体（24）が水平軸を中心と
して矢印方向に回転する一方、モータ（30）によってベ
ベルギヤ（31），（29）を介して支軸（28）が回転され
るのでローラ（25）の軸が垂直軸を中心として回転し、
これに従って球体（24）の回転は第３図の紙面と直角の
方向に回転し球体（24）の表面上の１点（Ｑ）について
みると斜線のように斜めに回転するが、モータ（27）と
（30）の回転速度が異なるので、この斜線は球体（24）
の１回転ごとに少しずれて行き容器（35）内の植物（3
3）に加わる重力が水平軸および垂直軸の周りに360度の
方向からかかる状態となる。

第４実施例においては、モータ（41）の回転によってベ
ルト（40）がローラ（39）を矢印の方向に回転し、螺旋
状の溝（44）に沿って球体（38）は回転させられ、水平
軸の周りに180度、垂直軸の周りに360度回転し、モータ
（41）を一定時間ごとに逆回転させることにより水平軸
の周りを逆回転して元の状態に戻るようになる。また復
帰用の螺旋溝を設けた場合は水平軸の周りに360度回転
し続けるようになる。これによって球体（38）内の容器
に定置して収納した植物は、水平軸および垂直軸の周り
に360度の方向から重力を受ける状態となり、第１〜第
３実施例と同様無重力空間に置かれたと近似した生育状
態を作り出すことができる。

［実施例］ この発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は２軸回転形の第１実施例を示すもので、外側に
垂直軸（１）を中心として円形回転枠（２）を矢印のよ
うに回転自在に枢支し、円形回転枠（２）の中心を通り
垂直軸（１）に直交する水平軸（３）を中心として円形
回転枠（４）を矢印のように回転自在に枢支し、水平軸
（３）を軸心とする円筒（５）を水平軸（３）と同軸の
軸（６）で円形回転枠（４）に固着し、円筒（５）の中
心部に蛍光灯（７）を設置し各軸（１），（３），
（６）および円形回転枠（２），（４）を通してポリウ
レタンフォーム，グラスウール積層体、ロックウール積
層体等からなる床（８）に給水できるようにして植物を
定置して収納した容器（９）とするもので、図示しない
駆動装置により水平軸（３）の回転速度と垂直軸（１）
の回転速度を異なる速度で回転させることによって水平
および垂直方向において植物はそれぞれ360度方向から
重力を受けるようになる。（10）は容器（９）の内部の
床（８）に定置させた植物である。

第２図は３軸直交形の第２実施例を示すもので、外側に
垂直軸（11）を中心として円形回転枠（12）を矢印のよ
うに回転自在に枢支し、円形回転枠（12）の中心を通り
垂直軸（11）に直交する水平軸（13）を中心として円形
回転枠（14）を矢印のように回転自在に枢支し、円形回
転枠（14）の中心を通り水平軸（13）に直交し、垂直軸
（11）に直交できる（水平軸（13）の周りに90度回転し
たとき垂直軸（11）に直交する状態となる）軸（15）で
球形回転体（16）を矢印ように回転自在に枢支する。球
形回転体（16）の内部には蛍光灯（17），床（18），給
水装置等を前記実施例１と同様に設けて植物（19）を定
置して収納した容器（20）とする。

垂直軸（11），水平軸（13）およびこれらに直交する軸
（15）を図示しない駆動装置により等速で回転させる。
このようにすることによって植物（19）は全方位から重
力を受けるようになる。

第３図は第３実施例を示すもので、支柱（21）に取付け
られた支承環（22）の内側に第４図に示すようにボール
（23）によって球体（24）が全方向に回転自在に支承さ
れており、その下方に球体（24）に接するローラ（25）
がベルト（26）によってモータ（27）から駆動され、ロ
ーラ（25）の支軸（28）の下端にはベベルギヤ（29）が
固着されモータ（30）によって駆動されるベベルギヤ
（31）にかみ合っており、球体（24）の内部には上方に
蛍光灯（32）、下方に植物（33）の床（34）、給水装置
（図示しない）等を有する植物を定置して収納した容器
（35）が取付けられている。

モータ（27）とモータ（30）を異なる速度で回転させる
ことによって植物（33）は水平および垂直方向において
それぞれ360度方向から重力を受けるようになる。

第５図は第４実施例を示すもので、支柱（36）に取付け
られた支承環（37）の内側は第４図に示すボール（23）
と同様の構造となっており球体（38）を全方向に回転自
在に支承し、その下方に球体（38）に接するローラ（3
9）がベルト（40）によってモータ（41）から矢印のよ
うに駆動され、球体（38）の表面の一方の極（42）から
他方の極（43）に向って刻設された等間隔の螺旋状の溝
（44）にローラ（39）が係合し球体（38）を垂直軸に対
して360度、水平軸に対しては180度回転させるようにな
っているが、溝（44）に連続して復帰用の螺旋溝を刻設
することにより水平軸に対しても360度回転するように
することができる。

球体（38）内には第３実施例と同様の植物を定置して収
納できるようにした容器（図示しない）が取付けられ
る。

なお、上記各実施例においては植物育成装置について述
べたが植物を定置して収納できるようにした容器に代え
て動物固定具を備えた容器を用いることによって動物育
成装置とすることができる。

［発明の効果］ 第１の発明は、宇宙の無重力空間へ動植物を運ばなく
ても地上において無重力と同等の生理状態を得ることが
でき産業上有益な研究，実験を行うことができ、組織
培養から得たカルス（細胞塊）を細胞の分化能力を発現
させることなく増殖させて有用な部分のみの細胞を大量
に生産することができ、重力が生体に及ぼす影響例え
ばDNAの変化、生体生理機能の変化等の現象を正確に知
ることができ産業上に利用できる。

第２の発明は、これらのほかに第１の発明のように容器
の支承軸を必要としないので容器の容積を大きなものと
することができ、第３の発明は、このほかに第２の発明
のように２個の駆動用モータを必要とせず、かつこれら
のモータを変速させる必要がないので機構が簡単であ
り、第４の発明は各回転軸を変速させる必要がないう
え、動植物が全方向から重力を受けることができ、より
完全に無重力育成に等しい状態を作ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例を示す正面からみた説明図、第２図
は第２実施例を示す正面からみた説明図、第３図は第３
実施例を示す斜視図、第４図は第３図のIV-IV線におけ
る断面図、第５図は第４実施例を示す正面図である。 （１）……垂直軸、（３）……水平軸、（９）……容
器、（11）……垂直軸、（13）……水平軸、（15）……
軸、（20）……容器、（24）……球体、（25）……ロー
ラ、（28）……支軸、（35）……容器、（38）……球
体、（39）……ローラ、（42）……極、（43）……極、
（44）……溝。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金崎 登士巳 東京都江東区南砂２丁目５番14号 株式会 社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 岡本 徳泰 東京都江東区南砂２丁目５番14号 株式会 社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 興津 利継 東京都江東区南砂２丁目５番14号 株式会 社竹中工務店技術研究所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】動植物を定置して収納できるようにした容
   器（９）を回転自在に支承し、容器（９）の直交する少
   なくとも垂直軸（１）および水平軸（３）の２軸を異な
   る速度で回転させ容器（９）が多方向から重力を受ける
   よにした動植物育成装置。
2. 【請求項２】動植物を定置して収納できるようにした容
   器（35）を内蔵した球体（24）を回転自在に支承し、球
   体（24）の表面に接して回転するローラ（25）を設け、
   ローラ（25）の支軸（28）をローラ（25）の回転速度と
   異なる速度で回転させ容器（35）が多方向から重力を受
   けるようにした動植物育成装置。
3. 【請求項３】動植物を定置して収納できるようにした容
   器を内蔵した球体（38）を回転自在に支承し、球体（3
   8）の周面に一方の極（42）から他方の極（43）に向っ
   て連続する螺旋状の溝（44）を設け、回転するローラ
   （39）をこの溝（44）に係合させ容器が多方向から重力
   を受けるようにした動植物育成装置。
4. 【請求項４】動植物を定置して収納できるようにした容
   器（20）を回転自在に支承し、この容器（20）を互に直
   交する垂直軸（11）、水平軸（13）および水平軸（13）
   に直交し垂直軸（11）に直交できる軸（15）の周りに回
   転させ、容器（20）が多方向から重力を受けるようにし
   た動植物育成装置。