JP2007129944A - 飛翔虫捕獲器 - Google Patents
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Abstract
室内でも就寝を妨げないほどに静かに、まぶしくなく、簡便手ごろで、毒性がなく、安全に飛翔昆虫を捕獲する装置を提供すること。
【解決手段】
飛翔虫の捕獲空間を画成する捕虫器本体および前記捕獲空間の一部に配置される捕獲部を有する飛翔虫の捕獲器は、前記捕獲空間に飛翔虫を誘導する飛翔虫誘導部を具備し、前記飛翔虫誘導部は、前記捕獲空間と外部空間との間に配置される開口部と、前記捕獲空間から前記開口部を介して外方に延在する第1誘導面と、前記捕獲空間から前記開口部を介して前記第1誘導面と交差する方向に外方に延在する第2誘導面とを具備すること、または、前記捕獲空間から前記開口部を介して外方に延在する第1可動誘導面であって前記開口部の主軸方向と交差する方向に移動するものとを具備することを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
殺虫剤、忌避剤などの化学剤は、人体に有毒で、そのため、長期使用による蓄積され、後に中毒症状が現れる場合もある。特に、最近のアレルギー体質の子供への影響や、肝機能が低下している場合には臓器への悪影響が懸念される。さらに、DDT使用の先例からも、虫が耐性を有し、全く薬が効かなくなる事態も生じるという問題となる。また、蚊取り線香は、煙臭い、部屋や衣服への臭いが吸着するといった問題がある。一方、化学剤を用いない方法として粘着剤で捕獲する方法があるが、ゴキブリ目用の粘着捕獲器は、床等の面を這う昆虫類の捕獲のために設計されているため、面に拘束されずに3次元の空間を飛翔する昆虫類等を捕獲することは難しい。いわゆる蝿取り紙により飛翔虫を捕獲する方法は、粘着剤がむき出しであり、髪や手が触れやすく取扱いが面倒である上に飛翔虫の偶然の飛来に依存するため捕獲率が低いという問題があった。
(1)環境連続性
本発明では“環境連続性”すなわち、“力学的連続性”と“視覚的連続性”が、飛翔虫をトラップに誘導するために極めて重要である。
床面、壁面、天井あるいは家具等といった飛翔虫の飛翔経路を制限する面。家屋内では壁面などの拘束面によって飛翔虫の飛翔経路が制限される。このような拘束面を有する空間におかれた飛翔虫は、壁や天井付近に向かい、逃げ道を探すように、拘束面である壁や天井付近を飛翔することが観察され、特に、壁面と天井の境界や隅などの拘束面が変化する領域付近に集まり滞在する確率が高いことを見出した。
壁などの拘束面としての壁に阻まれた蚊は、進行方向前方の壁に触れたら、弧を描くように後ろに飛び返り、また壁方向に進み、再び壁に触れたら、弧を描くように後ろに飛び返ることを繰り返し、壁伝いにほぼ水平方向に移動する傾向がある。以下の説明ではこの行動パターンを“ホッピング”と呼ぶ(図5参照)。
閉鎖空間内での飛翔は、上述したように拘束面沿いの飛翔が多く、壁伝いで移動してきたり、ホッピングで移動してきた場合に、他の拘束面との間に数mmの段差や間隙があると、そこに触れることにより、引き返したり、大きく飛び越えるような飛翔パターンを示す。そこで、捕獲器を設置する場合に、拘束面との隙間を、飛翔パターンが大きく変わらない程度にして力学的連続性を保つことが要求される。本明細書では、この力学的連続性を満たすように、壁等の拘束面と捕獲器の一部が接触するか、飛翔昆虫が間隙を通過できない程度に近接させるように構成することを“全接触”と呼ぶ。
飛翔虫を、捕獲器内部の捕獲領域に導く面またはこの面を規定する板部材であって、飛翔虫の視覚触覚等の特性に作用して飛翔虫自ら捕獲領域に近づく傾向を誘発するものをいう。
誘導面をその面と交叉する方向に動かすことで、捕獲器本体へ侵入する場合の誘導面の等価的な入射角が小さくなり誘導効果を高まる。逆に捕獲器内部から外部へ逃げ出す場合の誘導面の等価的な角度が大きくなり遮蔽効果が高まる。この場合には、気流等の変化に敏感な蚊などの飛翔虫を捕らえるように、気流の環境連続性を満たした動きが必要である。
以下、本発明の実施の形態を説明する。
本実施例において、捕獲空間において第2誘導面を規定する第2誘導板22、23はその一部である一端部22i,23iに漸近するほどに捕獲空間において第1誘導面を規定する第1誘導板21に漸近する。第1誘導板と第2誘導板の端部において飛翔虫が飛翔通過できる程度の間隙W3を有するように離隔している。その結果この領域で環境連続性が満たされ飛翔虫は捕獲器を通過するつもりで進入する。ところが飛翔経路がわずかに変位しただけで誘導板に接触しうるので間隙W3の周辺において飛翔虫が粘着層に接触する可能性が高く容易に捕獲しうる。
飛翔中の蚊は進行方向前方の壁に触れると、弧を描くように後ろに飛び返り、また壁方向に進み、再び壁に触れたら、弧を描くように後ろに飛び返ることを繰り返し、壁伝いにほぼ水平方向に移動する“ホッピング”(図5)という飛翔パターンを示した。蚊で観察されたホッピング間隔Whは常に一定ではないが、およそ1cmから3cmであり大型のアカイエカなどは、5cmぐらいの場合もあった。また、ホッピング間隔Whは活動モードにより異なるが、元気な蚊で飛翔速度が速いほど大きくなる傾向がある。ホッピングにおける飛翔高度は、ほぼ水平に保っていることが多い。また、前足を壁に触れながら、徐々に壁伝いに移動してく飛翔パターンもある。このように、飛翔虫が、壁伝いで移動してきたり、ホッピングで移動してきた場合に、捕獲器と壁などの拘束面との間に数mmの段差や間隙があると、そこに触れることにより、引き返したり、大きく飛び越えるような飛翔パターンを示す。そこで、捕獲器を設置する場合に、拘束面との隙間を、飛翔パターンが大きく変わらない程度にして力学的連続性を保つことが好ましい。
図6(b)の設置方法は、図6(a)に比べて、侵入経路が1つ減るが、第1誘導板に壁との力学的連続性が確保するのが難しい場合に有効である。壁などの拘束面と床との間にある建築上の構造物、コード類などのように捕獲器と拘束面との全接触を妨げるケースが多く、第1誘導板を拘束面に設置した図6(a)の設置方法の場合、第1誘導板の面全体を隙間なく拘束面に全接触させることが難しい場合もある。そのため、拘束面との間に数mmの段差や間隙があると、そこに蚊が接触し、飛び超えたり、引き返す確率が増加する。この場合には、本実施例の捕獲器10を図6(b)に示すように設置して、少なくとも第2誘導板の端部62や63のみを接触させれば、全接触させることができる。また幅W1がW2より長い台形構造である場合、端部62、63で蚊が接触して飛び超えようとしても、迫り出した第1誘導板にぶつかって、捕獲される確率が高くなる。
明度や色の変化などの視覚の変化は飛翔パターンに影響を及ぼす重要な環境連続性のパラメータである。すなわち、壁が明領域と暗領域の境界付近で、引き返したり、小さなホッピングで飛翔してきたものが大きく飛び越えるような飛翔パターンを示し、より暗い領域に向かう場合は境界付近に止まりに行く場合が多い。このことから、凹凸のない平面であっても明領域と暗領域の境界付近を障害物と認識していることを示していることがわかる。
上述したように障害物が光透過性を有し透明や半透明(以下、透明という)である場合、障害物に向かって飛翔してきた虫は障害物を認識できず衝突しやすい。さらに、そこから跳ね返る飛翔パターンを示すことがあり、しかも障害物と衝突する角度の向きによりその後の飛翔パターンが異ることを見出した。この性質を利用するにより、光透過性のある障害物により、虫の飛翔方向のコントロールが可能となり、障害物が誘導面の役割を果たす。
昼間の部屋の自然光のもと50×30×30cmのケースで本実施例の捕獲器を用いて実験を行った。3種類の色の第1、第2誘導板で実験を行った。すなわち、透明のもの、白色のもの、または銀色のもの(アルミ箔)を用いた。粘着剤を用いず捕獲器への内部侵入性と通過性を観察した。第1誘導板は、横10cm×高さ22cm、第2誘導板は、横4.5cm×高さ22cm。第1誘導板と第2誘導板との距離W3は1.3cm、開口部W4で4.5cm、第2誘導板どうしの距離は、0.8cm。捕獲部の幅W5は、7cmとした。
図12は、第1誘導板21上にある捕獲部30の面に対して直角でない方向から照射するように第2の光源82を設けた変更実施例である。例えば、図12に示すように、光源82を捕獲器上部に設置した場合、捕獲器本体10に侵入してきた飛翔虫は開口部付近で光源82がよく見えるので、そこから光源82を目指し上昇する飛翔をするため、捕獲部30付近での飛翔パスの長さと滞在時間が長くなり捕獲率が向上する。光軸の向きが異なる複数の指向性を有数する光源を利用すると飛翔の方向をコントロールでき、光により捕獲器の内部構造を構成できる。
光源の波長は、それぞれの飛翔虫の性質により赤外線から紫外線を選択して用いる。虫の3原色は黄色、青色、紫外であり、とりわけ、紫から紫外の波長が虫の捕獲に用いられている。そのため、蛍光灯やブラックライトが良く用いられているが、室内で使用する場合、眼に感じにくい紫外線が直接眼に入ったりすると危険である。特に就寝時使用には周囲が明るいと眼障りであるため、室内で使用する捕獲器は、このことを考慮する必要がある。
実施例1と2の捕獲器において光源を捕獲器本体にセットし、50×30×30cmのケースでの実験で侵入実験を行った。捕獲器本体が白色で光透過性を有していない場合でも、光源81を備えることで捕獲器本体の内部11まで誘導できた。捕獲器を壁側に設置した場合の方が頻繁に内部に侵入した。光源を捕獲器に設置する位置により違いがあり、捕獲器内部に付近に来て初めて光源が直接見えるように光源を設置すると、光源が急に見えたところで、引き返した。これは、光の連続性が満たされていないためと考えられる。捕獲器内部11全体を明るくするより捕獲部30の一部に光を照射するように捕獲器に光源を設取り付けると、捕獲器内部の奥まで誘導できた。誘導板が銀色の場合の方が白色の場合より誘導効果が高かった。銀色の場合、開口部の奥部に向けて光源を取り付けた場合、反射の効果により捕獲器内部の奥まで誘導できた。
本実施例にかかかる捕獲器は、図13等に示すように、飛翔虫の捕獲空間CSを画成する捕獲器本体10および捕獲空間の一部に配置される捕獲部30を有する飛翔虫の捕獲器10であって、捕獲空間に飛翔虫を誘導する飛翔虫誘導部20を具備し、飛翔虫誘導部20は、捕獲空間と外部空間との間に配置される開口部512と、捕獲空間から開口部を介して本体内部から外方に延在する可動誘導板521を具備する。さらに、可動誘導板521はモータなどの駆動部530により仮想軸RCのまわりを低速で回転する。
可動誘導板521は実施例1の誘導板に対応し、図14に示すように、可動誘導板521aおよび521bが回転などより移動することは飛翔虫FMが進入する方向DBと交差する方向DAに移動することと等価である。図14は飛翔虫FMが飛翔方向DBに一定の速さで可動誘導板の移動空間を飛翔通過する場合を模式的に表現したものである。すなわち可動誘導板521aおよび521bが方向DAに向かって移動し、そこを飛翔虫FMが飛翔通過するときに、時刻i(i=1,2,3)における可動誘導板521の位置をti、飛翔虫の方向DBに沿っての位置をmiとしたとする。
tanφ=tanθ − vb/vm (1)
を満たす傾斜角φをもつ仮想的な静止面561aが見えることになる。
vb≦vm0×tanθ (第1条件)
を満たすように設定することが好ましい。
可動移動板の移動速度が飛翔虫の速度vmを大きく上回ってvb>tanθ×vmすなわちφ<0°となる場合を図16に示す。この場合には、φ≧0°の場合と異なってDB方向に飛翔通過しようとする飛翔虫FMが仮想的飛翔通路S211の境界である第2の静的仮想面563bに接触する場合がある。
本発明による飛翔虫の誘導は、誘導板に衝突前後の飛翔パターンの性質を利用したものであり、ファンのように飛翔パターンを無視して強制的に引き込んでいるわけではない。したがって、衝突によるショックで飛翔虫が飛翔不可能な状態にするものではない。
vb≦vm0×1/cosθ (第2条件)
または
vb≦vm×tanθ+vm0×1/cosθ (第3条件)
であることが要求される。
本発明は飛翔虫を捕獲するためには、捕獲器内部へ飛翔虫を誘導することがまず肝要であり、その後は飛翔虫を粘着剤に固定すればよい。飛翔虫が捕獲器内部から外方に脱出しようとする場合には図14において可動移動板がDA方向とは反対のDA2方向に移動する場合と同じである。
tanφ=tanθ+vc/vm (2)
となる。
vc≧(d/w−tanθ)vm=−Δ×vm (3)
と表すことができる(第4条件)。ここでΔ≡tanθ−d/wである。
作成した捕獲器の寸法は縦25cm、横25cm、奥行き17cmで、可動誘導板には4枚のブレードを備え、各ブレードの可動誘導板の法線方向はブレードの主軸方向からみて回転軸に対してほぼ30°傾斜(θ=60°)したものの場合、外部空間の開口部S12近傍の風速は、可動誘導板の回転が80rpmのときには10cm/s、120rpmのときには14cm/s、240rpmのときには23cm/s程度であり、この範囲で風速は回転数にほぼ比例した。
本発明の捕獲器は、図17に示すように、本体の開口部512以外に、気流の乱れが起きないように、また、捕獲された飛翔虫が逃げないようにネットなどで空気が抜ける排出部540を備えるものであってもよい。
図18は、実施例5の捕獲器にさらに第2可動誘導板522を付加したものである。第1開口部512に対向する位置に第2開口部513を設け、第1可動誘導板521と同様に第2可動板が取り付けられて移動する。本実施例では、第1開口部512を介して空気が流入し第2開口部を介して空気が流出するように構成される。具体的には、第2可動誘導板522の長さを短く構成し第2可動誘導板の移動領域では空気が流入するが第2可動誘導板の外側(端部側)が空気の逃げ道となる。すなわち、本発明の捕獲器はすでに説明したように積極的に圧力勾配により風を発生させる必要がないため第2可動誘導板の移動速度を十分に小さく設定することができ、わずかに発生する内方から外方への空気の流れと外方から内方への空気の流れが第2開口部で併存することが可能である。
以上のように本発明の環境連続性を満たす誘導板や可動誘導板を使用することにより効率よく飛翔虫の飛翔習性を利用することができ、殺虫剤などの化学剤の使用不要で環境にもやさしく飛翔虫を捕獲できる。目に有害な紫外線を使用しなくてもよく、たとえ光を使用する場合であっても微弱な光で飛翔虫を捕獲することができる。また、高速で回転するファンが不要なため騒音がなく安全ありで、部屋でも就寝を妨げることなく使用できる。
本発明は屋内または野外で使用する飛翔虫捕獲器として利用可能である。また家畜等の動物の飼育において利用することも可能である。
11……捕獲器内部または飛翔通路
CS……捕獲空間
20……誘導部
21……第1誘導板
22、23……第2誘導板
21i,22i,23i……誘導板の内方端部
21a……第1誘導板基部
21b、21c……第1誘導板先端部
22a、23a……第2誘導板基部
22b、23b……第2誘導板先端部
30……捕獲部
41、42、43……誘導板支持部材
50……拘束面
61b、61c……第1誘導板の端部
62b、62c、63b、63c……第2誘導板の端部
71、72、73……光透過性を有する障害物
81……第1光源
82……第2光源
C10……粘着シート挿入部
C11……吊り下げ部材または連結部材
C12……連結部材
S20……開口部
S24……第1開口
S25……第2開口
S26……第3開口
W1……第1誘導板の幅
W2……第2誘導板22、23が形成する第3開口S26の最大開口の幅
W3……第1誘導板と第2誘導板が形成する第1開口S24、第2開口S25における最小開口幅
W4……第1誘導板と第2誘導板が形成する第1開口S24、第2開口S25における最大の幅
W5……捕獲部の幅
n……誘導面の法線方向
z……垂直方向
512……第1開口部
513……第2開口部
520……可動誘導面
521……可動誘導板
522……第2可動誘導板
530……駆動部
540……排出部
550……反し
561a、561b、562a、562b、563a、563b……静止仮想面
DA……可動誘導板の進行方向
DB……飛翔虫の侵入方向
E……空気の排出方向
FM……飛翔虫
250、251……飛翔虫の経路
S211……仮想的飛翔通路
i1……入射方向
r1、r2……反射方向
ψ1……第1誘導板に対する第2誘導板の傾斜角度
θ……可動誘導板の傾斜角度
φ……静止仮想面の傾斜角度
θ1……入射角度
θ2……反射角度
d……可動誘導板の間隔
L……可能誘導板移動空間の厚さ
Claims (19)
- 第1誘導板と、
前記第1誘導板に位置固定された第2誘導板であってその一部に漸近するほどに前記第1誘導板に漸近するものと、
前記第1誘導板および前記第2誘導板によって画成される内部空間であって前記内部空間は外方に通じる開口を有するものと、
前記内部空間内に位置固定された捕獲部であってその一部が前記第2誘導板の一部の近傍に位置するものと
を具備することを特徴とする移動可能な飛翔虫捕獲器。 - 第1誘導板および第2誘導板によって画成される飛翔虫の飛翔通路であって前記飛翔通路のすべての端部が外方空間に開口するものと、
前記飛翔通路の中間に設けられるくびれ部であって飛翔虫が飛翔通過可能であるものと、
前記くびれ部の近傍に配置される捕獲部と
を具備することを特徴とする移動可能な飛翔虫捕獲器。 - 前記第1誘導板は前記捕獲器本体の内面の一部を構成することを特徴とする請求項1記載の飛翔虫捕獲器。
- 前記内部空間において、前記第1誘導板および前記第2誘導板のいずれの面上の位置からも外方を望むことが可能であるように前記第1誘導板および第2誘導板が構成されることを特徴とする請求項1記載の飛翔虫捕獲器。
- 前記第2誘導板はその一部において前記第1誘導板に最も漸近し、前記第1誘導板と前記第2誘導板は前記第2誘導板の一部において前記飛翔虫が飛翔通過できる程度の間隙を有することを特徴とする請求項1または2記載の飛翔虫捕獲器。
- 前記捕獲部は前記第1誘導板または前記第2誘導板上に設けられることを特徴とする請求項1または2記載の飛翔虫捕獲器。
- 前記第2誘導板は分離した2枚の誘導板を有し前記2枚の誘導板のそれぞれの内方端部は相互に漸近することを特徴とする請求項2乃至6のいずれか1項記載の飛翔虫捕獲器。
- 前記第1誘導板はその外方端部において前記飛翔虫の飛翔拘束面と全接触可能であることを特徴とする請求項1または2記載の飛翔虫捕獲器。
- 前記第1誘導板または前記第2誘導板のすくなくとも一部が光透過性を有することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項記載の飛翔虫捕獲器。
- 指向性を有する光源であって照射光が捕獲部に照射されるものを具備することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項記載の飛翔虫捕獲器。
- 飛翔虫の捕獲空間を画成する捕虫器本体および前記捕獲空間の一部に配置される捕獲部を有する移動可能な飛翔虫捕獲器であって前記捕獲空間と外部空間との間に配置される開口部と、前記捕獲空間から前記開口部を介して外方に延在する可動誘導板であって第1面と第2面を規定するものとを具備し、
前記可動誘導板の外方端部が内方端部に先行して前記第2面が向く方向に移動し、
前記飛翔虫が前記第1面または第2面において飛翔反射可能な状態で接触しうるように前記可動誘導板の移動が制御されることを特徴とする飛翔虫捕獲器。 - 前記飛翔虫が外部空間から前記捕獲空間に向かって前記可動誘導板の移動空間を飛翔通過する間に前記第2面が前記飛翔虫に接触しないように前記可動誘導板の移動が制御されることを特徴とする請求項11記載の飛翔捕獲器。
- 前記可動誘導板は飛翔虫の飛翔速度より速い空気の流れを生じないように移動することを特徴とする請求項11または12記載の飛翔虫捕獲器。
- 前記可動誘導板の移動は前記可動板の移動空間を通過する飛翔虫の飛翔を妨げないように制御されることを特徴とする請求項11または12記載の飛翔虫捕獲器。
- 前記可動誘導板のすくなくとも一部が光透過性を有することを特徴とする請求項11または12記載の飛翔虫捕獲器。
- 前記捕獲器本体のすくなくとも一部が光透過性を有することを特徴とする請求項11または12記載の飛翔虫捕獲器。
- 前記可動誘導板は前記開口部に固定された仮想軸方向のまわりの回転により移動することを特徴とする請求項11乃至16記載の飛翔虫捕獲器。
- 前記捕獲空間と外部空間との間に配置される第2開口部と、
前記捕獲空間から前記第2開口部を介して外方に延在する複数の可動面を有する第2可動誘導部であって前記第2可動移動面は飛翔虫の飛翔速度より速い空気の流れを生じないように移動するものとをさらに具備することを特徴とする請求項11乃至17記載の飛翔虫捕獲器。 - 前記第1開口部を介して空気が流入し前記第2開口部を介して空気が流出するように、前記第1可動誘導部および前記第2可動誘導部の可動移動面の移動が制御されることを特徴とする請求項18記載の飛翔虫捕獲器。
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