JP3183780U - 植物用振動具 - Google Patents

Abstract

【課題】適用範囲が広く、振動を与える装置の製造コストも含めて栽培コストと運用コストを低くできるとともに、多種多様な植物栽培者の要望に対応して、植物の成長など有益な機能を有する植物用振動具を提供する。
【解決手段】植物用振動具１は、光起電力効果を利用して光エネルギーを電力に変換する受光面部３と、受光面部３を支えるとともに土壌に差し込まれる杭部と、杭部の先端側部５を振動させる振動装置７とを備え、振動装置７は受光面部３が生成した電力によって駆動され、振動装置７の振動周波数を２０Ｈｚ〜２５０Ｈｚの範囲の振動であるように構成した。
【選択図】図３

Description

本考案は、植物に対して振動を与える技術に関する。

従来、植物に振動を与えることによって植物の成長を促進する技術が開示されている。例えば、特許文献１には植物の栽培台に振動を与える装置を設け、植物の成長を促進する技術が開示されている。

特開平３−２２４４１６

しかし、上記従来技術では、偏心はずみ車を利用して、植物栽培台に振動を与えて植物栽培を促進する構成であるので下記の課題があった。
（１）適用範囲が狭く、実用的ではない
植物栽培台を振動させる構成であるから、通常の地面に形成された畑の植物には振動を与えることができない。
また、好ましい堆肥を与えて植物の生成に適した土壌を長年にわたって作るという農業の実際から考えて、振動を与える植物栽培台に植物を栽培する土壌を作ることは、実用的とは思えない。
（２）製造コストが高くなり、栽培コストと運用コストが高くなる
上記従来技術の構成であれば、栽培台上に植物を配置する構成が必須であり、土壌を保持する栽培台を振動させる装置を製作することに多額の費用がかかる。
また、植物栽培台に振動を与える構成では振動を与える駆動電力が必要になり、運用コストが高くなる。特に、現実に植物が栽培されている畑等に上記従来技術を適用することはコスト的に難しいものとなる。

（３）個々の植物栽培者の要望に対応することが難しい
植物を栽培する人は、栽培された各種の植物を日本各地や世界に大量に販売する企業から、自宅のベランダや狭い家庭農園内において趣味的に楽しむ個人まで多種多様である。
そのような多種多様の要望に対して、植物の成長を促進する効果があるという一面的な理由で、植物栽培台を振動させる装置やそのシステムを購入することは経済合理性の点からみても無理がある。
本考案は上記課題に鑑みてなされたものであり、本考案の目的は上記課題を解決できる植物用振動具を提供することにある。

具体的な目的の一例を示すと、以下の通りである。
（ａ）適用範囲が広く、振動を与える装置の製造コストも含めた栽培コストと運用コストを低くできる植物用振動具を提供する。
（ｂ）多種多様な植物栽培者（企業、個人）の要望に対応して、植物の成長など有益な機能を提供できる植物用振動具を提供する。
なお、上記に記載した以外の考案の課題、その解決手段及びその効果は、後述する明細書内の記載において詳しく説明する。

本考案は多面的に表現できるが、例えば、代表的なものを挙げると、次のように構成したものである。なお、下記各考案において、各符号は後述する実施形態との対応関係を分かりやすくするために一例として示したものであり、本考案の各構成要素は、実施形態に記載した符号に係る構成に限定されないことは言うまでもない。

本考案に係る植物用振動具は、光起電力効果を利用して光エネルギーを電力に変換する受光面部３と、前記受光面部３を支えるとともに土壌に差し込まれる杭部２と、前記杭部２の先端側部５を振動させる振動装置７とを備え、
前記振動装置７は前記受光面部３が生成した電力によって駆動されるように構成したしたことを特徴とする。
本考案であれば、地面に照射される太陽光などの照射光を動力源として振動させることで、植物の栽培に好ましい影響を与えることができる。この構成であると、畑などの野外の土壌においても、植物の成長と害虫を除去できる効果を得ることができるなどの植物に対して良い影響を与えることができる。
また、植物用振動具を土壌に差し込むだけでよいので、実施に要する製作コストが低いとともに、振動装置の動力は太陽光などの植物に降り注ぐ照射光から得られるので栽培コストと運用コストを抑えられる。
さらに、植物の栽培規模や特性に応じて植物用振動具の配設間隔を調整したり、個別の植物において所定の生育期間だけ植物用振動具を差し込んで振動を与えるなどの変更が簡単に行えるので、専用農家から趣味的な植物栽培まで多種多様な要望に応えることができる。

本考案において、前記振動装置７の振動周波数を２０Ｈｚ〜２５０Ｈｚの範囲の振動であるように構成することもできる。
この構成であれば、振動装置の振動周波数を２０Ｈｚ〜２５０Ｈｚの範囲の振動とすることによって、土壌の団粒化を進めると予想され、植物に対しては成長を促進できるとともに、植物を食する害虫の活動を抑制することができる。
本考案において、前記振動装置７を前記杭部２内に配設された偏心モータ９で構成することもできる。
この構成であれば、杭部の部分を確実に振動させることができる。また、振動を起こさせる偏心モータは、携帯電話等において広範囲に使用されているので、市場で簡単に手に入り、かつ耐久性があるので本考案の植物用振動具を安価に構成する上で有利となる。

本考案において、前記振動装置７が前記杭部２の軸芯方向２Ｊに対してほぼ直交する方向に振動するように配設することもできる。
この構成であれば、土壌に対してほぼ水平方向（横方向）に振動を与えることで、多くの植物に対する成長促進や害虫の抑制効果などの利点を享受できる。
本考案において、前記振動装置７が前記杭部２の軸芯方向２Ｊに対してほぼ平行する方向に振動するように配設することもできる。
この構成であれば、土壌に対してほぼ上下方向（垂直方向）に振動を与えることで、主に根が土壌深くまで達する一部の植物においてその成長を促進できることができると予想できる。

本考案において、前記杭部２が複数の先端側部５を備え、前記振動装置７を前記杭部２内において前記複数の先端側部５よりも前記受光面部３側に配設することもできる。
この構成であれば、振動装置が複数の先端側部よりも受光面部側にあるので、個別の先端側部のそれぞれに振動を与えることができる。また、杭部が複数の先端側部を備えることによって広範囲に振動を与えることができる。
この植物用振動具を採用することで、植物用振動具の個数を少なくしつつ、植物の成長の促進や害虫による被害を抑制できる。

本考案において、前記杭部２の前記先端側部５に複数の固定リブ８を設けることもできる。
この構成であれば、土壌に対する先端側部の抵抗を増加させて、杭としての安定性を高めることができる。また、土壌中の先端側部の表面積を増やして、固定リブからの振動の拡散性を高めると予想できる。
本考案において、前記杭部２の基端部４に対する前記先端側部５の角度を変える角度変更手段２０を有することもできる。
この構成であれば、角度変更手段によって角度を変えることによって、受光面部を先端側部の差し込み方向に対して変えることができる。これにより、受光面部の向ける方向を、杭部の先端側部の差し込み方向に限定されないようにでき、受光の自由度を高くできる。この構成により、例えば、杭部の先端側部を植物が群生する方向に差し込み、受光面部を太陽が当たる方向に向けるなどの設定が可能になる。

本考案において、１個の前記植物用振動具１に複数の前記受光面部３を備えた構成にすることもできる。
この構成であれば、多くの光エネルギーを得て振動を広範囲の植物に及ぼすことができる。
本考案において、前記杭部２の前記基端部４を構成する素材の弾性係数と前記先端側部５を構成する素材の弾性係数を異ならせたことを特徴とする。
この構成であれば、差し込まれた杭部の土壌への食い付きを良くする素材や、振動の拡散性に優れる素材を選ぶことが可能になる。例えば、受光面部を支える基端部は強度保持のために剛性の高い合成樹脂で形成し、先端側部を少し弾力のあるゴム等で構成することも可能になる。

以上説明したように、本考案であれば、適用範囲が広く、振動を与える装置の製造コストも含めて栽培コストと運用コストを低くできるとともに、多種多様な植物栽培者（企業、個人）の要望に対応して、植物の成長など有益な機能を提供できる植物用振動具を提供できる。

本考案の第１実施形態を示す植物用振動具の斜視図である。 第１実施形態に係る植物用振動具の分解斜視図である。 （ａ）は第１実施形態に係る植物用振動具の平面図、（ｂ）はその縦断面図である。 本考案に係る振動装置の配設例を示す縦部分断面図である。 本考案に係る振動装置の他の配設例を示す縦部分断面図である。 （ａ）（ｂ）はそれぞれ、杭部が複数の先端側部を有する植物用振動具の斜視図である。 （ａ）（ｂ）はそれぞれ、角度変更手段を有する植物用振動具の斜視図である。 複数の受光面部を有する植物用振動具の斜視図である。

以下、本考案の実施の形態を図面に基づき説明する。
［第１実施形態］
図１〜図４に示すように、本実施形態に係る植物用振動具１は棒形の杭部２と、その杭部２に対して略直交する方向に固定された太陽光パネル３Ａ（受光面部３に相当）とを有している。太陽光パネル３Ａは、パネル保持部１０上の底浅凹部１５（図２参照）に収容された構造になっている。パネル保持部１０は平板形に形成されており、円形、楕円形、略長方形、略正方形などの各種の平面形状を取り得る。図１においては円形のパネル保持部１０が示されている。
杭部２はパネル保持部１０の中心部から垂直に下方に延びており、基端部４と先端側部５を有している。基端部４には、パネル保持部１０の上面から先端側に延びる縦孔６（図３参照）が形成され、その縦孔６に振動装置７を収容できるようにしてある。

図３に示すように、先端側部５の周壁５Ｓには半径方向に突出させた固定リブ８が複数個形成してある。
本実施形態では側面視において略三角形状の固定リブ８を先端側部の周壁５Ｓに１８０度の角度で対向するように複数段に設けてある。この固定リブ８を設けたことで、杭部２の先端側部５は全体形状として２段の十字鉾形となるように構成してある。
このような固定リブ８を設けることによって、振動を有する杭部であっても、土壌との接触面積を増やすことができ、土壌中に差し込まれた先端側部５の固定力を高めることができる。

なお、固定リブ８の形状は三角形状のみならず、土壌と地面から差し込まれる先端側部５の抵抗を大きくして、植物用振動具１が倒れたり、傾いたりすることを抑制できる構成であれば特に限定されない。例えば、先端側部５の周壁５Ｓに９０度間隔、１２０度間隔で半円形、略長方形などの固定リブ８を設ける方法も採用できる。
また、パネル保持部１０と杭部２の基端部４との接続部には、杭部２とパネル保持部１０の接続強度を高める４個の補強部材１２が設けられている。この補強部材１２は、側面視において略三角形の立設壁に形成され、杭部２の周壁に９０度間隔で設けられた形態が示してある。
上記構成の補強部材１２だけでなく、パネル保持部１０の下壁に直径が杭部下方に向けて徐々に小さくなる略円錐形の補強部材を設けてもよい。
太陽光パネル３Ａは、光起電力効果を利用し、太陽光エネルギーを電力に変換する電力機器であり、太陽光エネルギーによって生じた起電力を伝えるリード線１３を太陽光パネル３Ａから引き出している。

上記リード線１３は縦孔６内に設置された振動装置７としての偏心モータ９に接続されている。そして、図４に示すように、振動装置７は杭部２の軸芯方向２Ｊに対してほぼ直交する方向に植物用振動具１を振動させるように構成してある。その振動方向を符号１７で示す。この方向の振動を得るために、偏心モータ９の軸芯方向９Ｊは杭部２の軸芯方向２Ｊと平行となるようになるように配設してある。

また、偏心モータ９の振動を効率良く、杭部２に伝えるために縦孔６の直径を偏心モータ本体９Ｈの直径とほぼ同じ大きさに設定し、縦孔６の内面と偏心モータ本体９Ｈの外周壁の間にクッション部１４を設けている。このクッション部１４は偏心モータ９の振動が杭部２に効率良く伝わる部材や材料であれば、特に限定されない。好ましくは、杭部２と偏心モータ９が振動的に一体として振動するように接着剤等でクッション部１４を構成する。
つまり、偏心モータ９自体が縦孔６内で個別に振動する形態でなく、偏心モータ９の振動を杭部２に直接伝えるようにするのである。
なお、偏心モータ９は携帯電話の振動告知で採用されるもの等が採用できる。ここで、携帯電話の重量と植物用振動具１の重量を比較すると、植物用振動具１が携帯電話に比べて遙かに軽いことから、小面積の太陽光パネル３Ａであっても、そこから生じる光起電力で植物用振動具１を十分に振動させることができる。

また、振動装置７の振動周波数は２０Ｈｚ〜２５０Ｈｚの範囲に設定する。
植物用振動具１は、光起電力効果を利用して光エネルギーを電力に変換する受光面部３が生成した電力によって振動装置を駆動させるものであるので、このままでは振動周波数をコントロールできないので、本植物用振動具１の受光面部３を外して、振動装置７のリード線に直流電源を接続し、振動装置７を駆動させることにした。
直流電源の電圧をコントロールすることにより、振動周波数を２０Ｈｚ〜２５０Ｈｚにすることができる。
下記表１はこのような植物用振動具１の外郭構造体で振動周波数による植物への効果を比較した表である。
また、植物として小松菜（６本）を採用し、この小松菜に対して周波数の異なる振動を与えて、葉の成長度合や害虫による被害を目視によって比較したものである。
植物育成ケース内に６本の小松菜を円状に植え、振動装置はその６本の小松菜が作る円の中心に差し込むようにした。また、土壌の肥料成分、照射量、水分の供給は同じになるように設定した。

目視による評価は６本の小松菜の全体印象に基づいて評価した。
×＝育成状態（高さ、葉の面積）が悪く、虫食いが多いもの、
△＝育成状態が普通で、虫食いが普通のもの、
○＝育成状態が良く、虫食いが普通のもの、
◎＝育成状態が良く、虫食いが少ないもの、

実施例１、実施例２、実施例３は、それぞれの実施例において市販されている培養土を３種類選んで構成した。
表１に基づく実験では振動装置の振動周波数は２０Ｈｚ〜２５０Ｈｚの範囲に設定することよって、実施形態１〜３のように生育条件を変えた場合でも良好な生育を得ることができた。また、特に害虫に食われる葉の数が大きく減っており、上記振動周波数が害虫の葉を食べる活動を抑制する効果が高いと思われた。

また、２０Ｈｚ〜２５０Ｈｚの範囲に設定すると、植物の葉及び茎の生育状態が良くなるので、成長促進効果もあると思われた。これは、土壌の団粒化を進める機能も作用していると思われる。
なお、害虫駆除効果については、葉、土壌及び空気等が上記周波数域において振動することによって、直接的に害虫に不快な印象を与えて、葉に近づく害虫が少なくなったのか、主に植物自体が振動することによって、結果として害虫に食われる範囲が小さくなったのかは不明である。但し、目視においても明らかに害虫が食い荒らした穴の数は個々の植物において少なくなっていることは確認できた。

本実施形態に係る植物用振動具は畑、ベランダ等の屋外で使用することを前提にしているので、太陽光パネル３Ａ、リード線１３、偏心モータ９等の電子部品は防水処理を施すことが必要である。防水樹脂や防水シート等の公知の防水加工を施すことによって、本出願人が行なった過酷劣化試験では約３年はほとんど性能を落とすことなく、雨の降る地面に差し込んでも使用できるようにしている。

［第２実施形態］
図５はこの考案の第２実施形態を説明する杭部の縦断面図である。この第２実施形態では、振動装置９の振動方向１７が杭部２の軸芯方向２Ｊと平行方向になるように振動装置９が杭部２内に取り付けてある。この方向の振動を得るために、偏心モータ９の軸芯方向９Ｊは杭部２の軸芯方向２Ｊと略直交するように配設してある。
このように構成すると、振動装置９の振動は突き刺された杭部２に対して主に上下方向に振動するので、根が深く延びる植物に対して振動を与えると予想される。
また、杭部２の軸芯方向２Ｊと平行な方向に振動を与えることで、下方側に向けて土壌深くに振動を与えることができるので、根と土壌、微生物に対して好影響を与えることが予想される。

［第３実施形態］
図６（ａ）（ｂ）は、それぞれこの考案の第３実施形態を説明する植物用振動具の斜視図である。
この第３実施形態の構成では、杭部２の基端部４から３個、又は４個の先端側部５が枝分かれした構成になっている。このように３個では１２０度間隔、４個では９０度間隔で枝分かれした先端側部５がある構成では、線状又は平面ではなく、立体形に先端側部５が存在することになるので土壌に対して食い付きが良くなり、太陽光パネル３Ａの立設状態を安定させることができる。また、振動装置７の振動が複数の先端側部５に伝わるので、広範囲の領域に振動を与えることができる利点があると予想できる。

［第４実施形態］
図７（ａ）（ｂ）は、それぞれこの考案の第４実施形態を説明する植物用振動具の斜視図である。
この実施形態に係る植物用振動具１の特徴は、杭部２の基端部４に対する前記先端側部５の角度を変える角度変更手段２０を有している点にある。
角度変更手段２０としては図７（ａ）に示されるように、可撓性を有する素材１８で先端側部５を構成が例示できる。可撓性を有する素材１８としては、曲がった状態を安定して維持できる針金のような素材や、可撓性を有する合成樹脂が例示できる。

他には図７（ｂ）に示すように、回動部材１９を基端部４と先端側部５の間に配設する構成を採用することができる。回動部材１９は、傾斜角度が連続的に変化する形態や、１５度、３０度、４５度というに離隔的に変化できるものが採用できる。但し、振動装置７の振動によって傾斜角度が変化しないようにする戻り防止機構を回動部材１９が備えていることが好ましい。
この第４実施形態であれば、杭部２の角度と太陽光パネル３Ａ面の接続角度の自由度を増すこともできる。

［第５実施形態］
図８は、この考案の第５実施形態を説明する植物用振動具の斜視図である。
この実施形態の特徴は、一個の植物用振動具１に複数の受光面部３を有している点にある。図８の構成では３個の受光面部３と一つの先端側部５を備えた構成が例示してある。この構成であれば、１個の受光面部３を有する構成に比べて多くの光エネルギーを得て振動を大きくすることができる。
上記構成のみならず、複数の受光面部３に複数の先端側部５を備えた構成を採用することもできる。
但し、土壌中に差し込まれた先端側部５の全周囲に振動を及ぼしたい場合は、先端側部５は単一で構成する方が良い。
以上、説明したように、実際に植物を栽培する場合には植物の性質を理解した上で、上記各実施形態の植物用振動具１の特徴を把握して、適宜、最適な植物用振動具１を採用することが好ましい。

以下、上記実施形態に係る植物用振動具の実施形態としての効果を列挙すると、以下の通りである。
（１）交流電源や乾電池などのコストのかかる動力源を使用せず、費用のかからない太陽光などの照射光で植物に良い影響を与えることができる。
（２）植物用振動具自体が小型軽量で、植物栽培者の意図や状況に応じて、振動を与える植物の種類や採用する植物用振動具の個数と配置パターン、などを簡単に試すことができて、低コストで害虫の除去や植物の成長を向上させる効果を確認することができる。
また、一つ一つの植物用振動具は安価であることから、多種多様な植物栽培者（企業、個人）の要望に対応して、植物の成長など有益な機能を得ることができる。

本考案は上記実施形態以外にも本考案の要旨を変更しない範囲で種々の変形を行うことが可能である。
（１）前記実施形態では受光面部３を太陽光パネル３Ａで構成したが、太陽光でなく、所定波長域の光源を用いて植物を栽培する植物用ビニールハウス、植物工場などにおいても同様に本植物用振動具を採用することもできる。太陽光とは異なる波長成分を有する照射光を使用している場合は、その波長域で高い光起電力を得ることができる半導体等の素子を用いることが好ましい。
（２）前記実施形態では杭部２の先端側部５を１本、３本、４本のものを例示したが、土壌内に差し込む構成の杭部であって土壌に振動を与えることができる形状であれば、適宜、工夫して形状及び本数を構成できる。

（３）前記受光面部３を太陽光パネル３Ａで構成した例を示したが、パネル状でなくても太陽光の光エネルギーを電力に変換できる受光面を有する素子であればその形状は特に限定されない。
（４）前記実施形態では振動装置７は杭部２の基端部４に設けた構成を示したが、リード線１３を長くすることで、杭部２の先端側部５に設けることも可能である。また、複数の先端側部５のそれぞれに振動装置７を設ける構成も可能である。
（５）必要に応じて、杭部２の先端側部５を弾性のある素材（例えば、ゴム）で作成することによって、先端側部５全体を硬質の合成樹脂で構成した場合に比べて振動の形態を異ならせることができる。これらの構成は植物との相性もあると思われるので、実験により適宜、その弾性を有する素材を選択する。

１…植物振動具
２…杭部
２Ｊ…杭部の軸芯方向
３…受光面部
３Ａ…太陽光パネル（受光面部）
４…基端部
５…先端側部
７…振動装置
８…固定リブ
９…偏心モータ（振動装置）
１７…振動方向
１８…可撓性を有する素材（角度変更手段）
１９…回動部材（角度変更手段）
２０…角度変更手段

Claims (10)

1. 光起電力効果を利用して光エネルギーを電力に変換する受光面部と、前記受光面部を支えるとともに土壌に差し込まれる杭部と、前記杭部の先端側部を振動させる振動装置とを備え、
   前記振動装置は前記受光面部が生成した電力によって駆動されるように構成したことを特徴とする植物用振動具。
2. 請求項１に記載の植物用振動具において、前記振動装置の振動周波数を２０Ｈｚ〜２５０Ｈｚの範囲の振動であるように構成した植物用振動具。
3. 請求項２に記載の植物用振動具において、前記振動装置を前記杭部内に配設された偏心モータで構成した植物用振動具。
4. 請求項２〜請求項３のいずれか一つに記載の植物用振動具において、前記振動装置が前記杭部の軸芯方向に対してほぼ直交する方向に振動するように配設した植物用振動具。
5. 請求項２〜請求項３のいずれか一つに記載の植物用振動具において、前記振動装置が前記杭部２の軸芯方向に対してほぼ平行する方向に振動するように配設した植物用振動具。
6. 請求項２〜請求項５のいずれか一つに記載の植物用振動具において、前記杭部が複数の先端側部を備え、前記振動装置を前記杭部内において前記複数の先端側部よりも前記受光面部側に配設した植物用振動具。
7. 請求項２〜請求項６のいずれか一つに記載の植物用振動具において、前記杭部の前記先端側部に複数の固定リブを設けた植物用振動具。
8. 請求項２〜請求項７のいずれか一つに記載の植物用振動具において、前記杭部の基端部に対する前記先端側部の角度を変える角度変更手段を有した植物用振動具。
9. 請求項２〜請求項８のいずれか一つに記載の植物用振動具において、１個の前記植物用振動具に複数の前記受光面部を備えた植物用振動具。
10. 請求項２〜請求項９のいずれか一つに記載の植物用振動具において、前記杭部の前記基端部を構成する素材の弾性係数と前記先端側部を構成する素材の弾性係数を異ならせた植物用振動具。
    

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