(57)【要約】【課題】人工授粉のための作業を単純化するとともに、確実に振動を伝達し、効率を向上させる振動受粉装置を提供すること。【解決手段】植物に振動を与える加振手段と駆動手段とを有する振動受粉装置１００において、加振手段が植物Ｐに近傍に横架される加振バー１１０と植物を接続する接続ワイヤー１１２とを有し、駆動手段が加振バー１１０の両端に接続される１対のクランク部材１２０と、クランク部材１２０をそれぞれ回転駆動する回転駆動機構１３０と、植物Ｐの両側方に立設されクランク部材１２０を回転可能に支持する１対の支柱１４０とを有すること。【選択図】図１
2012000053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物に振動を与える加振手段と、該加振手段を駆動する駆動手段とを有する振動受粉装置において、
前記加振手段が、植物の近傍に横架される加振バーと、該加振バーと植物を接続する接続ワイヤーとを有し、
前記駆動手段が、前記加振バーの両端に接続される１対のクランク部材と、該１対のクランク部材をそれぞれ回転駆動する回転駆動機構と、植物の両側方に立設され前記クランク部材を回転可能に支持する１対の支柱とを有することを特徴とする振動受粉装置。
【請求項２】
前記接続ワイヤーが、複数設けられ、前記加振バーの複数位置に接続されることを特徴とする請求項１に記載の振動受粉装置。
【請求項３】
前記回転駆動機構が、前記１対のクランク部材をそれぞれ個別の回転数、回転方向に駆動制御可能に構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の振動受粉装置。
【請求項４】
前記支柱が、前記クランク部材の高さ方向の位置を調節可能に支持するよう構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の振動受粉装置。
【請求項５】
前記クランク部材が、支柱に回転可能に支持される回転軸と、該回転軸から半径方向に離れた位置で前記加振バーと接続される接続軸とを有し、前記接続軸と加振バーとの接続点の位置を回転半径方向に変更可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の振動受粉装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物に振動を与える加振手段と、該加振手段を駆動する駆動手段とを有する振動受粉装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、果樹類やトマト、ナス、ピーマン等の果実を収穫する植物の栽培において、確実に着果させるため人工授粉が行われている。
この人工授粉は、花一つ一つに対して人手で行う方法では、その成果は確実ではあるものの非常に手間がかかり効率が悪い。
【０００３】
そこで、人工授粉を効率的に行うために、加振手段によって植物に振動を与えて花粉を散らし、花の雌ずいの柱頭に付着させる振動受粉装置が知られている。
これらの振動受粉装置は、手持ち式の加振手段を直接植物に接触させて振動を与えたり、ワイヤー等を植物に固定しワイヤーに振動を与えて植物に振動を与えたりしている（例えば、特許文献１、２等参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２８９１０５号公報（全頁、全図）
【特許文献２】特開２００２−１１２６５３号公報（全頁、全図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、これらの公知の振動受粉装置では、ある程度の効率化は図れるものの、前者の手持ち式の加振手段によれば、人工授粉の際に植物の一株一株に対して直接接触させるための作業が発生し、依然として手間がかかり効率が悪いものであった。
【０００６】
また、後者のワイヤー等を植物に固定しワイヤーに振動を与えるものでは、振動発生器からワイヤーを通して植物に振動が伝達されるため、ワイヤーの全長が長かったりワイヤーの張力が低かったりすると、振動が大きく減衰して有効に植物を振動させることができないという問題があった。
【０００７】
本発明は、前述したような従来技術の問題を解決するものであって、すなわち、本発明の目的は、人工授粉のための作業を単純化するとともに、確実に振動を伝達し、効率を向上させる振動受粉装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本請求項１に係る発明は、植物に振動を与える加振手段と、該加振手段を駆動する駆動手段とを有する振動受粉装置において、前記加振手段が、植物に近傍に横架される加振バーと、該加振バーと植物を接続する接続ワイヤーとを有し、前記駆動手段が、前記加振バーの両端に接続される１対のクランク部材と、該１対のクランク部材をそれぞれ回転駆動する回転駆動機構と、植物の両側方に立設され前記クランク部材を回転可能に支持する１対の支柱とを有することにより、前記課題を解決するものである。
【０００９】
本請求項２に係る発明は、請求項１に記載された振動受粉装置の構成に加えて、前記接続ワイヤーが、複数設けられ、前記加振バーの複数位置に接続されることにより、前記課題をさらに解決するものである。
【００１０】
本請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載された振動受粉装置の構成に加えて、前記回転駆動機構が、前記１対のクランク部材をそれぞれ個別の回転数、回転方向に駆動制御可能に構成されていることにより、前記課題をさらに解決するものである。
【００１１】
本請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載された振動受粉装置の構成に加えて、前記支柱が、前記クランク部材の高さ方向の位置を調節可能に支持するよう構成されていることにより、前記課題をさらに解決するものである。
【００１２】
本請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載された振動受粉装置の構成に加えて、前記クランク部材が、支柱に回転可能に支持される回転軸と、該回転軸から半径方向に離れた位置で前記加振バーと接続される接続軸とを有し、前記接続軸と加振バーとの接続点の位置を回転半径方向に変更可能に構成されていることにより、前記課題をさらに解決するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本請求項１に係る発明は、植物に振動を与える加振手段と、該加振手段を駆動する駆動手段とを有する振動受粉装置において、加振手段が、植物に近傍に横架される加振バーと、該加振バーと植物を接続する接続ワイヤーとを有し、駆動手段が、加振バーの両端に接続される１対のクランク部材と、該１対のクランク部材をそれぞれ回転駆動する回転駆動機構と、植物の両側方に立設され前記クランク部材を回転可能に支持する１対の支柱とを有することにより、加振バーに直接偏心回転運動を与えて、接続ワイヤーを介して一定の振幅を持った運動として植物に振動を伝達することができるため、駆動手段から離れた位置まで減衰することなく確実に伝達することができ、人工授粉のための作業が単純化されるとともに、人工授粉作業の効率が向上する。
【００１４】
本請求項２に係る発明の振動受粉装置は、請求項１に係る振動受粉装置が奏する効果に加えて、接続ワイヤーが複数設けられ、加振バーの複数位置に接続されることにより、駆動手段の動作によって多数の植物に対して同時に振動を伝達でき、さらに人工授粉作業の効率が向上する。
【００１５】
本請求項３に係る発明の振動受粉装置は、請求項１または請求項２に係る振動受粉装置が奏する効果に加えて、回転駆動機構が、１対のクランク部材をそれぞれ個別の回転数、回転方向に駆動制御可能に構成されていることにより、加振バーの偏心回転運動を多種多様に制御することができるため、各接続ワイヤーによって与える振動を、植物の種類、位置に応じた最適な振動数、振幅に制御することが可能となり、さらに人工授粉作業の効率が向上する。
【００１６】
本請求項４に係る発明の振動受粉装置は、請求項１乃至請求項３のいずれかに係る振動受粉装置が奏する効果に加えて、支柱が、クランク部材の高さ方向の位置を調節可能に支持するよう構成されていることにより、植物の種類や大きさに応じて加振バーの高さや接続ワイヤーの長さを最適に設定することが可能となり、さらに人工授粉作業の効率が向上する。
【００１７】
本請求項５に係る発明の振動受粉装置は、請求項１乃至請求項４のいずれかに係る振動受粉装置が奏する効果に加えて、クランク部材が、支柱に回転可能に支持される回転軸と、該回転軸から半径方向に離れた位置で前記加振バーと接続される接続軸とを有し、前記接続軸と加振バーとの接続点の位置を回転半径方向に変更可能に構成されていることにより、加振バーにさらに複雑な偏心回転運動を与えることが可能となるため、各接続ワイヤーによって与える振動を、植物の種類、位置に応じた最適な振動数、振幅にさらに細かく制御することが可能となり、さらに人工授粉作業の効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施例である振動受粉装置の斜視図。
【図２】本発明の振動受粉装置の一実施例の動作の説明図。
【図３】図１のクランク部材の第２姿勢の斜視図。
【図４】図１のクランク部材の第３姿勢の斜視図。
【図５】図１のクランク部材の第４姿勢の斜視図。
【図６】本発明の振動受粉装置の第２の動作の説明図。
【図７】本発明の振動受粉装置の第３の動作の説明図。
【図８】本発明の振動受粉装置の第４、第５の動作の説明図。
【図９】本発明の振動受粉装置の第６動作の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の振動受粉装置は、植物に振動を与える加振手段と、該加振手段を駆動する駆動手段とを有する振動受粉装置において、加振手段が、植物に近傍に横架される加振バーと、該加振バーと植物を接続する接続ワイヤーとを有し、駆動手段が、加振バーの両端に接続される１対のクランク部材と、該１対のクランク部材をそれぞれ回転駆動する回転駆動機構と、植物の両側方に立設されクランク部材を回転可能に支持する１対の支柱とを有し、人工授粉のための作業を単純化するとともに、確実に振動を伝達し、効率を向上させるものであれば、その具体的な実施態様は如何なるものであっても何ら構わない。
【００２０】
すなわち、本発明の振動受粉装置は、栽培される植物の近傍に設けられるものであれば、いかなる植物の近傍であっても、また、路地、ハウス、建物内等のいかなる環境に設けられても良い。
【００２１】
また、本発明の振動受粉装置に用いる回転駆動機構は、クランク部材を回転駆動するものであれば電動モータ、流体圧モータ等如何なるものであっても良い。
また、本発明の振動受粉装置に用いる加振バーは、鉄等の金属、合成樹脂等いかなる材料で構成されても良く、棒状の剛性のあるものであっても良く、ワイヤー状の可撓性のものでも良い。
【００２２】
以下に、本発明の実施例である振動受粉装置について図面に基づいて説明する。
本発明の振動受粉装置１００は、図１に示すように、複数の植物Ｐの両側方に立設されクランク部材１２０を回転駆動機構１３０により回転可能に支持する１対の支柱１４０とからなる駆動手段と、両支柱１４０の間で植物Ｐの上方に横架され両クランク部材１２０に接続されて回転運動される加振バー１１０と該加振バー１１０と植物Ｐを接続する接続ワイヤー１１２とからなる加振装置とを有している。
【００２３】
支柱１４０は地面（建物等の床面も含む）に立設される下部支柱１４２と、該下部支柱１４２に対して高さ方向の位置調整可能な上部支柱１４１とからなり、複数の植物Ｐの側方に間隔を開けて１対で設けられている。
上部支柱１４１の上端部にはクランク部材１２０が回転可能に支持されるとともに、該クランク部材１２０を回転駆動する回転駆動機構１３０が支持されている。
１対の回転駆動機構１３０は、それぞれ独立して回転数や回転位相を制御可能に構成され、例えば制御の容易な電動モータが使用されるのが望ましい。
【００２４】
クランク部材１２０は、上部支柱１４１の上端部に支持され回転駆動される回転軸１２１と、回転軸１２１の先端から軸と交差する方向に伸びる旋回軸１２２と、旋回軸の先端から回転軸１２１と平行方向に伸びる接続軸１２３からなる。
加振バー１１０は、１対のクランク部材１２０の接続軸１２３の先端とそれぞれ接続部１１１を介して接続されており、加振バー１１０の適宜の位置には接続ワイヤー１１２の一端が設けられ、接続ワイヤー１１２の他端は植物Ｐに接続される。
【００２５】
以上の構成の振動受粉装置１００の動作について説明する。
図１に示すように、１対のクランク部材１２０の旋回軸１２２が同一の回転位相にある状態で１対のクランク部材１２０を同一方向に同一回転数で回転駆動すると、図２に示すように、加振バー１１０は全体がクランク部材１２０の回転軸１２１の軸心を中心とした円運動を行う。
【００２６】
この加振バー１１０の円運動は、図示のＡ、Ｂ、Ｃを含むすべての点で上下方向、水平方向ともに一様な波長ｗ、振幅ｙの振動運動となり、該振動運動は加振バー１１０に接続された接続ワイヤー１１２を介して、植物Ｐに振動として伝達される。
【００２７】
このクランク部材１２０の旋回軸１２２の長さや角度を適宜選択することで振幅ｙを決めることができ、回転駆動機構１３０の回転数を適宜に選択することで波長ｗを決めることができるため、植物Ｐの花が効果的に振動する振幅ｙ、波長ｙを適宜設定することが可能で、当該振動により花粉を散らし、花の雌ずいの柱頭に付着させることで確実に受精させて着果させることができる。
【００２８】
次に、振動受粉装置１００の第２の動作について説明する。
図１および図４示す、１対のクランク部材１２０の旋回軸１２２が同一の回転位相にある状態から、図３および図５に示すように、一方のクランク部材１２０ａは回転させず、他方のクランク部材１２０ｂのみを回転駆動すると、図６に示すように、加振バー１１０は、一方の接続部１１１ａが固定されて他方の接続部１１１ｂが円運動を行い、略円錐状の軌跡を描く運動を行う。
【００２９】
この加振バー１１０の円錐状の軌跡の運動は、図示のＡ、Ｂ、Ｃの点において異なる振幅ｙ１、ｙ２、ｙ３で一様な波長ｗの振動運動となり、該振動運動は加振バー１１０に接続された接続ワイヤー１１２を介して、植物Ｐに振動として伝達される。
【００３０】
加振バー１１０への接続ワイヤー１１の接続位置を適宜に選択することで振幅ｙを決めることができ、回転駆動機構１３０ａの回転数を適宜に選択することで波長ｗを決めることができるため、クランク部材１２０の旋回軸１２２の長さや角度を変更することなく、植物Ｐの花が効果的に振動する振幅ｙ、波長ｗを適宜設定することが可能で、当該振動により花粉を散らし、花の雌ずいの柱頭に付着させることで確実に受精させて着果させることができる。
【００３１】
なお、加振バー１１０が略円錐状の軌跡を描く運動を行う際、１対のクランク部材１２０の接続軸１２３の距離が変化するとともに、それぞれ加振バー１１０に対して、屈曲、捩れが生じるため、接続部１１１ａ、１１１ｂは回転、屈曲、スライドが可能な接続構造が採られる。
【００３２】
次に、振動受粉装置１００の第３の動作について説明する。
図１に示すように、１対のクランク部材１２０の旋回軸１２２が同一の回転位相にある状態で１対のクランク部材１２０を逆方向に同一回転数で回転駆動すると、図５に示す状態、図１の両クランクが１８０°回転した状態、図１の両クランクが１８０°回転した状態と変位し、加振バー１１０は全体がクランク部材１２０の回転軸１２１の軸心を中心として水平方向には一様の振幅、上下方向には中心を零とし両端部程大きくなる振幅の運動を行う。
【００３３】
この加振バー１１０の運動は、上下方向では図示のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの点において異なる振幅および位相で一様な波長ｗの振動運動、水平方向では一様な振幅で一様な波長ｗの振動運動となり、該振動運動は加振バー１１０に接続された接続ワイヤー１１２を介して、植物Ｐに振動として伝達される。
【００３４】
ここで、１対のクランク部材１２０の初期位相を変更することで、水平方向、垂直方向の前述した振幅方向成分を変化させることができ、加振バー１１０への接続ワイヤー１１の接続位置を適宜に選択することで振幅および位相を決めることができ、かつ、回転駆動機構１３０ａの回転数を適宜に選択することで波長ｗを決めることができるため、クランク部材１２０の旋回軸１２２の長さや角度を変更することなく、植物Ｐの花が効果的に振動する振幅方向成分、位相、振幅ｙ、波長ｗを適宜設定することが可能で、当該振動により花粉を散らし、花の雌ずいの柱頭に付着させることで確実に受精させて着果させることができる。
【００３５】
次に、振動受粉装置１００の第４の動作について説明する。
図４に示すように、１対のクランク部材１２０の旋回軸１２２が同一の回転位相にある状態で１対のクランク部材１２０を同一方向に異なる回転数で回転駆動する。例えばクランク部材１２０ａをクランク部材１２０ｂの倍の回転数で回転すると、図８の点線で示す状態、図４の両クランクが１８０°回転した状態、図８の点線で示す状態（クランク部材は先の状態と１８０°逆）、と変位する。
【００３６】
加振バー１１０の運動は、クランク部材１２０ｂ近傍のＡ点とクランク部材１２０ａ近傍のＣ点では波長が異なり、その中間のＢ点ではそれらが重畳された複雑な波形の振動となり、該振動運動は加振バー１１０に接続された接続ワイヤー１１２を介して、植物Ｐに振動として伝達される。
【００３７】
ここで、１対のクランク部材１２０の初期位相やそれぞれの回転数を変更し、加振バー１１０への接続ワイヤー１１の接続位置を適宜に選択することで、クランク部材１２０の旋回軸１２２の長さや角度を変更することなく、植物Ｐの花が効果的に振動する振動波形を適宜設定することが可能で、当該振動により花粉を散らし、花の雌ずいの柱頭に付着させることで確実に受精させて着果させることができる。
【００３８】
次に、振動受粉装置１００の第５の動作について説明する。
図４に示すように、１対のクランク部材１２０の旋回軸１２２が同一の回転位相にある状態で１対のクランク部材１２０を異なる方向に異なる回転数で回転駆動する。例えばクランク部材１２０ａをクランク部材１２０ｂの倍の回転数で逆方向に回転すると、図８の点線で示す状態（クランク部材１２０ｂは第４の動作と１８０°逆、図１の両クランクが１８０°回転した状態、図８の点線で示す状態（クランク部材１２０ｂは先の状態と１８０°逆）、と変位する。
【００３９】
加振バー１１０の運動は、クランク部材１２０ｂ近傍のＡ点とクランク部材１２０ａ近傍のＣ点では波長および位相が異なり、その中間のＢ点ではそれらが重畳され、図８にグラフで示すように、第４の動作よりもさらに複雑な波形の振動となり、該振動運動は加振バー１１０に接続された接続ワイヤー１１２を介して、植物Ｐに振動として伝達される。
【００４０】
ここで、１対のクランク部材１２０の初期位相やそれぞれの回転数を変更し、加振バー１１０への接続ワイヤー１１の接続位置を適宜に選択することで、クランク部材１２０の旋回軸１２２の長さや角度を変更することなく、植物Ｐの花が効果的に振動する振動波形を適宜設定することが可能で、当該振動により花粉を散らし、花の雌ずいの柱頭に付着させることで確実に受精させて着果させることができる。
【００４１】
次に、振動受粉装置１００の第６の動作について説明する。
この例では、図９に示すように、クランク部材２２０の旋回軸２２２は多関節で構成されるとともに、回転軸２２１、接続軸２２３と接続関節部を含めてすべて角度変更可能に構成され、加振バー１１０の両端の回転半径が可変となるように構成されている。
【００４２】
加振バー１１０の運動は、前述したように、それぞれのクランク部材２２０を独立して回転数や回転位相を制御するとともに、それぞれ独立して回転半径を異なるように設定することにより、さらに多様な振動運動を設定することができる。
また、クランク部材２２０の回転運動中に加振バー１１０の両端の回転半径の変更制御を行うようにすることで、さらに複雑な波形の振動を、加振バー１１０に接続された接続ワイヤー１１２を介して、植物Ｐに伝達することができる。
【００４３】
このように、植物Ｐの花が効果的に振動する振動波形、振動数、振幅、位相を自由に設定することが可能で、当該振動により花粉を散らし、花の雌ずいの柱頭に付着させることで確実に受精させて着果させることができる。
【００４４】
以上述べたように、本発明によれば、植物の一株一株に対して直接接触させるための作業がなくなるため、作業量が大幅に減少して効率を向上することができるとともに、加振バーに直接偏心回転運動を与えて、接続ワイヤーを介して一定の振幅を持った運動として植物に振動を伝達することができるため、駆動手段から離れた位置まで減衰することなく確実に伝達することができ、人工授粉のための作業が単純化されるとともに、人工授粉作業の効率が向上することができるなど、その効果は甚大である。
【００４５】
なお、上記実施例では、支柱１４０を地面（床面）に設けているが、これらを上方や側方から植物Ｐに向けて設けても良い。
また、前述した第２の動作のみを行う場合は、１対の回転駆動機構１３０およびクランク部材の一方は省略されて、加振バー１１０が直接上部支柱１４１に接続されても良い。
【符号の説明】
【００４６】
１００          ・・・振動受粉装置
１１０          ・・・加振バー
１１１          ・・・接続部
１１２          ・・・接続ワイヤー
１２０、２２０  ・・・クランク部材
１２１、２２１  ・・・回転軸
１２２、２２２  ・・・旋回軸
１２３、２２３  ・・・接続軸
１３０          ・・・回転駆動機構
１４０          ・・・支柱
１４１          ・・・上部支柱
１４２          ・・・下部支柱
Ｐ            ・・・植物
【図１】
2012000053.tif 000003
【図２】
2012000053.tif 000004
【図３】
2012000053.tif 000005
【図４】
2012000053.tif 000006
【図５】
2012000053.tif 000007
【図６】
2012000053.tif 000008
【図７】
2012000053.tif 000009
【図８】
2012000053.tif 000010
【図９】
2012000053.tif 000011