特許第5692826号(P5692826)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5692826
(24)【登録日】2015年2月13日
(45)【発行日】2015年4月1日
(54)【発明の名称】土壌用水分インジケータ
(51)【国際特許分類】
   G01N 31/00 20060101AFI20150312BHJP
   G01N 31/22 20060101ALI20150312BHJP
   G01N 21/77 20060101ALI20150312BHJP
   G01N 21/78 20060101ALI20150312BHJP
【FI】
   G01N31/00 B
   G01N31/22 121N
   G01N21/77 B
   G01N21/78 A
【請求項の数】7
【全頁数】9
(21)【出願番号】特願2013-152916(P2013-152916)
(22)【出願日】2013年7月23日
【出願変更の表示】実願2013-3209(U2013-3209)の変更
【原出願日】2013年6月6日
(65)【公開番号】特開2014-238381(P2014-238381A)
(43)【公開日】2014年12月18日
【審査請求日】2014年11月25日
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】513313587
【氏名又は名称】キャビノチェ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100166545
【弁理士】
【氏名又は名称】折坂 茂樹
(72)【発明者】
【氏名】折原 龍
【審査官】 三木 隆
(56)【参考文献】
【文献】 登録実用新案第3136622(JP,U)
【文献】 実開昭53−36381(JP,U)
【文献】 実開昭63−175851(JP,U)
【文献】 特開2002−340886(JP,A)
【文献】 特開平9−15237(JP,A)
【文献】 特公昭63−39865(JP,B1)
【文献】 特開2007−192631(JP,A)
【文献】 実開昭52−50792(JP,U)
【文献】 特開昭51−97494(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G01N 31/00
G01N 21/77
G01N 21/78
G01N 31/22
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
水を透過しない材質により中空に形成され、長手方向における一端の近傍に配置された吸水用開口、他端の近傍に配置された蒸散用開口、及び前記他端の近傍に設けられ中空の内部を視認可能に形成された表示部を有する本体部と、
前記本体部の内部において、少なくとも前記吸水用開口から前記表示部まで充填された吸水材と、
前記本体部の内部の前記表示部の位置において前記吸水材を覆って配置され、吸水状態と乾燥状態とで色調が変化する水検出シートとを備え
育成する植物に適したpF値のときに前記水検出シートが前記吸水状態となるように、前記吸水用開口と前記蒸散用開口の少なくとも一方の位置と大きさ、ならびに前記吸水材の吸水力が設定されていることを特徴とする土壌用水分インジケータ。
【請求項2】
育成する植物に適したpF値のときに前記水検出シートが前記吸水状態となるように、前記蒸散用開口の数が設定されていることを特徴とする請求項1に記載の土壌用水分インジケータ。
【請求項3】
育成する植物に適したpF値が、2.1〜2.6の範囲内であることを特徴とする請求項1または2に記載の土壌用水分インジケータ。
【請求項4】
前記吸水材は、油分を取り除いた綿布により形成されることを特徴とする請求項3に記載の土壌用水分インジケータ。
【請求項5】
前記水検出シートが、ハイドロクロミックインクを含むことを特徴とする請求項3に記載の土壌用水分インジケータ。
【請求項6】
前記水検出シートは、前記吸水材よりも保水力が劣る素材で形成されていることを特徴とする請求項4または5に記載の土壌用水分インジケータ。
【請求項7】
前記吸水材に防腐剤が含まれており、前記防腐剤を含んだ前記吸水材の吸水力によって、育成する植物に適したpF値のときに前記水検出シートが前記吸水状態となるように、前記吸水用開口と前記蒸散用開口の少なくとも一方の位置と大きさが決められていることを特徴とする請求項4または5に記載の土壌用水分インジケータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、植物の育成に適した土壌の水分量を維持させるべく水遣りのタイミングを示す土壌用水分インジケータに関するものである。
【背景技術】
【0002】
植物の育成に適した土壌の水分量を維持させるために、水分量を表示するインジケータが提案されている。例えば、土湿度感知部の電気抵抗の変化に基づき土壌の湿度を計測する植物用電子土湿度計測装置(例えば特許文献1を参照)や、吸水力を有する吸水材と接触するように吸液状態と非吸液状態とで透明性を異にする多孔質層を設け、土壌中の水分量に応じて色彩を異ならしめるインジケータ(例えば特許文献2を参照)が提案されている。これらの他にも、pFメータと呼ばれる測定器が市販されているが、特許文献1に示されているものと同様、指示された数値を読み取る必要があり、価格も高額であることから手軽に利用できるものではない。
【0003】
土の湿り具合は、「pF値」と呼ばれる値で表わされる。このpF値は、土の中の水が土の毛管力によって引き付けられている強さの程度を表す圧力の単位である。十分に水を含んでいる土の場合、pF値は小さくなり、植物の根が水を吸いやすいことを示す。逆に土が乾燥してくるとpF値は高くなり、水を吸いあげるには高い力が必要となる。畑地の場合、通常pF値は1.5〜2.7(成長有効水)でこれ以下では水分過多となり、これ以上では水分不足となる。
【0004】
植物がストレスを持たないpF値は、育成する植物の品種に差はあるもののpF1.7〜2.3の範囲である。このため、インジケータは、植物に応じて適切なpF値を超えた時に土壌が乾燥しすぎていることを表示する必要がある。しかし、特許文献1に記載の装置では、植物用電子土湿度計測装置では、水分量の測定に電気的手段を用いているため電池が必要となり、電池が切れた時には測定ができなくなり、表示が不可能となる。また、デジタル表示を読み取らなければ水分量がわからないため、土壌の乾燥度や水遣りの要否を簡単に知ることができない。また、特許文献2のインジケータでは、電池は不要となるものの、色彩の変化が生じる水分量(pF値)を育成する植物の品種に応じた適切な値に調整することが困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】実用新案登録第3070450号公報
【特許文献2】実用新案登録第3136622号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
解決しようとする課題は、所望の度合まで土壌が乾燥したことを可視化し、利用者に知らしめることができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、上記の課題を解決すべく、以下の構成を採用する。すなわち、本発明の土壌用水分インジケータは、水を透過しない材質により中空に形成され、長手方向における一端の近傍に配置された吸水用開口、他端の近傍に配置された蒸散用開口、及び他端の近傍に設けられ中空の内部を視認可能に形成された表示部を有する本体部と、本体部の内部において、少なくとも吸水用開口から表示部まで充填された吸水材と、本体部の内部の表示部の位置において吸水材を覆って配置され、吸水状態と乾燥状態とで色調が変化する水検出シートとを備える。
【0008】
吸水材は、油分が除去された綿布により形成されることが好ましい。これにより、毛細管現象による吸水力を高め、長い本体部でもインジケータとして機能させることが可能となる。綿の油分を除去するには、精錬漂白加工を十分に行うとよい。
【0009】
蒸散用開口は、本体部の側面に形成されることがこのましい。これにより、水遣りをする際に水分が蒸散用開口から本体部の内部に入り込むことを防ぐことができる。
【0010】
蒸散用開口の少なくとも一部は、表示部よりも他端側に設けられることが好ましい。これにより、蒸散する水分が表示部を通過するので、インジケータによる表示を安定させることができる。
【0011】
吸水用開口は、本体部の側面に形成されることが好ましい。土壌に挿し込む際に土が本体部の内部に押し込まれないようにすることができ、吸水用開口部と土壌との接触条件が挿し込み方によって変わらないようにすることができる。
【0012】
本体部は樹脂素材により形成されることが好ましい。土壌中の水分や微生物の作用による劣化を防ぎ、長期間にわたり繰り返し使用することを可能とする。
【発明の効果】
【0013】
本発明の土壌用水分インジケータによれば、所望の度合まで土壌が乾燥したことを可視化し、容易に知らしめることができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
図1】土壌用水分インジケータ1の外観図を示す。
図2】土壌用水分インジケータ1の断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下本発明について、一実施形態を図1及び図2に基づき説明する。図1は土壌用水分インジケータ1の外観図を示し、図2は、土壌用水分インジケータ1の断面図を示す。これらの図面に示されるように、土壌用水分インジケータ1は、本体部2と、吸水材3と、水検出シート4とを備える。
【0016】
本体部2は、水を通さない材質により中空に(例えば筒状に)形成される。本体部2は、具体的には、ABS樹脂のようなプラスチックや、金属のように水を透過しなければいかなる材質でも構わないが、土壌中の水分や微生物の作用により劣化しない材質が好ましく、この点でABS樹脂が好ましい。
【0017】
本体部2の長手方向における一端の近傍側面には、吸水用開口5が設けられる。本例において、吸水用開口5の形状は楕円形としているが、開口の形状はこれに限られるものではない。開口の大きさは、土壌からの吸水が十分に可能な大きさに調整される。吸水用開口5は複数設けられてもよい。例えば、図2に示されるように、本体部2の長手方向や外周方向について異なる位置に2つの開口が設けられるようにするとよい。
【0018】
本体部2の他端の近傍には、中空の本体部2の内部を視認可能に形成された表示部6が設けられる。表示部6は、透明の素材で形成されることが好ましいが、本体部2の内部に配される水検出シート4の色調の変化が確認できれば色の有無、透明度を問わない。また、本体部2の表示部6を除く部分はどのような色であっても、あるいは透明であっても構わない。表示部6は本体部2の全周に渡って内部を視認可能に(例えば透明に)形成されることが好ましい。これにより、見る角度によらず水検出シート4の色調を確認することができる。
【0019】
本体部2の内部の空間における、少なくとも吸水用開口5から表示部6までの部分には、吸水材3が充填される。吸水材3は、毛細管現象により土壌中の水分を表示部6の高さまで重力に逆らって吸い上げる。十分な吸引力を発揮するために、吸水材3は目の細かい繊維を用いることが好ましい。また、吸水材3は油分が十分に除かれることが好ましい。なお、綿に対して精錬漂白加工を行うことで、綿に含まれる油分である綿蝋を除去することができる。例えば吸水材3として、精錬漂白加工して油分を取り除いた綿布を捩って棒状にしたものを用いるとよい。本体部2の側面には、土壌中に挿し込むべき深さの目安となる案内線8が設けられることが好ましい。案内線8は吸水用開口5から蒸散用開口7が設けられた端部の方向に5cm程度の位置に設けられ、土壌用水分インジケータ1は、案内線8が土壌の表面と略一致する深さまで挿し込まれた状態で使用される。使用状態において、吸水用開口5から露出した吸水材3が、土壌中の水分を吸い上げる。
【0020】
本体部2内の表示部6の部分には、水検出シート4が、吸水材3を覆うように配置される。水検出シート4は、ハイドロクロミック(hydrochromic)インクを含んだシート状の素材である。ハイドロクロミックインクは、吸水状態と乾燥状態とで色調が変化する。すなわち、水検出シート4は、土壌中に水分が十分にあって吸水材3が水分を吸って湿っているときと、土壌中が乾燥しそれに伴い吸水材3も乾燥しているときとで異なる色調を示す。例えば、乾燥時には白、吸水時に赤の色調を示すインクのように、吸水状態と乾燥状態とで色調が明確に変化することが好ましい。色調の変化は、表示部6から観察することができる。表示部6が本体部2の全周に渡って内部を視認可能に(例えば透明に)形成される場合には、水検出シート4は吸水材3における表示部6から視認可能な範囲を全周に渡って覆うことが好ましい。
【0021】
水検出シート4を成すシート状の素材としては例えば紙や布を利用可能であるが、吸水材3が乾燥している状態においてシート状の素材が水分を保持しないよう、吸水材3よりも保水力の劣る素材であることが好ましく、また十分な耐久性を有することが好ましい。また、水検出シート4はハイドロクロミックインクが定着しやすい素材であることが好ましい。吸水材3として油分を除去した綿を用いる場合には、例えば、水検出シート4を成すシート状の素材として、不織布、吸水材3よりも多くの綿蝋を残した綿布、T/Cブロード(綿とポリエステルの混紡糸によるブロード布地)等を用いるとよい。
【0022】
本体部2の他端の近傍側面には、蒸散用開口7が設けられる。蒸散用開口7は、表示部6よりも他端側の位置のみに設けられてもよいし、表示部6よりも一端(つまり吸水用開口5が設けられている端部)側の位置のみに設けられてもよいが、本例においては、蒸散用開口7は、表示部6の両側に設けられる。蒸散用開口7は、複数の細孔として設けられるとよく、細孔の数によって色調変化が生じるpF値を設定できる。図1に示した例において、蒸散用開口7の形状は円形としているが、開口の形状はこれに限られるものではない。
【0023】
本体部2の両側の先端は、ABS樹脂等の水分を通さない素材により封止する。吸水用開口5が設けられる一端を封止すること、及び吸水用開口5が本体側面に設けられることにより、土壌に一端を挿し込む際に土が本体部2の内部に押し込まれないようにすることができ、吸水用開口部5と土壌との接触条件が挿し込み方によって変わらないようにすることができる。また、蒸散用開口7が設けられる側の端部(他端)を封止することにより、水遣りをする際に水分が端部から本体部1の内部に入り込むことを防ぐことができる。吸水用開口5が設けられる側の端部は例えば円錐形のような先端が尖った形状に形成されることが好ましい。このような先端形状により、土壌への挿し込みが容易となる。
【0024】
使用状態において植木鉢等の容器の縁から表示部6が露出するよう本体部2は、全長5〜40cmとされることが好ましい。また、土壌への挿し込みを容易とすべく、外径は5〜10mm程度とすることが好ましく、十分な強度を有するように内径は4〜8mm程度とすることが好ましい。
【0025】
本体部2は、最終的に上述のような構造に形成されればいかなる方法により作成されてもよく、例えば管状の素材を加工することによって形成されてもよいし、筒状の部材を長手方向に半分に分割した形状の部材に、吸水材3を入れてから接合する方法で形成されてもよい。
【0026】
土壌用水分インジケータ1が色調変化を示すpF値は、種々のパラメータにより調整することができる。例えば、蒸散用開口7の断面積の大小により吸水材3の乾燥速度を調整することが可能であり、これにより、水検出シート4の色調変化が生じるpF値を調整することができる。具体的には、蒸散用開口7の断面積を大きくすれば、吸水材3がより速く乾燥するため、色調変化を示すpF値を小さく(つまり土壌中の水分が多くないと反応しないように)調整することができる。蒸散用開口7が複数の細孔として形成すると、細孔の数により色調変化を示すpF値を調整することができる点で好ましい。
【0027】
上記の蒸散用開口7の他、本体部2の長さ(特に、吸水用開口5から表示部6までの長さ)、内径、吸水用開口5の断面積等によって色調変化を示すpF値を調整することができる。
【0028】
土壌用水分インジケータ1は、吸水用開口5が設けられた一端を土壌中に挿し込んで使用される。この使用状態で、吸水用開口5から露出した吸水材3は、毛細管現象によって土壌中の水分を吸い上げようとする。土壌中に十分な水分がありpF値が低い場合には、表示部6の付近まで吸水材3が湿った状態となり、表示部6を覆う水検出シート4が水分に反応して、吸水状態の色調となる。一方、土壌中に十分な水分がなくpF値が高い場合には、表示部6の付近の吸水材3が乾燥した状態となり、表示部6を覆う水検出シート4は乾燥状態の色調となる。土壌が乾燥した時に色調が変化することで、土壌用水分インジケータ1は、利用者に対し土壌の乾燥を表示することができる。土壌用水分インジケータ1は、水遣りと土壌の乾燥とに応じて吸水状態と乾燥状態とを遷移しつつ、何度も繰り返し使用することができる。
【実施例】
【0029】
[実施例1]
以下の条件により土壌用水分インジケータ1を作成した。
本体部2として、外形φ6mm、内径φ4mm、管の壁厚1mm、全長15cmの、透明のABS樹脂管を用い、管の一端の壁面を削って長径約15mm、短2mmの略楕円形の吸水用開口5を設け、管の他端には蒸散用開口7としての細孔(φ2mm)を表示部6となる位置の両側に各8個(合計16個)設けた。吸水材3として精錬漂白加工を行い油分を取り除いた綿布を捩って棒状にしたものを用意し、本体部2の管内に挿入したときに表示部6から見える位置を、水検出シート4で覆った。水検出シート4は、白色のT/Cブロード布地に、吸水状態で赤、乾燥状態で白の色調を示すハイドロクロミックインクを塗布することで予め作成した。この吸水材3と水検出シート4を本体部2の管内に挿入し、本体部2の両端を封止した。
【0030】
上記の土壌用水分インジケータ1を、ポールセンローズを育成している植木鉢に挿し込んだ。このとき、吸水用開口5が土壌表面から5cm程度の深さに位置するようにした。また、土壌用水分インジケータ1が色調変化を起こすpF値を正確に測定するために、pFメータを併せて挿し込んだ。この状態で鉢に水遣りをすると、水検出シート4が赤色となった。その後、水遣りを行わずに放置し、水検出シート4の色調が白色に変化したときのpFメータの読みを確認した。上記の水遣りと放置を繰り返したところ、水検出シート4の色調が白色に変化するpF値は2.1〜2.2であった。
【0031】
[実施例2]
蒸散用開口7としての細孔(φ2mm)の数を表示部6となる位置の両側に各4個(合計8個)とした以外は、実施例1と同様に土壌用水分インジケータ1を作成した。実施例1と同様に水遣りと放置を繰り返したところ、水検出シート4の色調が白色に変化するpF値は2.6であった。
【0032】
上記の実施例1及び実施例2から明らかなように、本発明の土壌用水分インジケータによれば、土壌の水分量を水検出シート4の色調変化として再現性良く可視化することができる。また、例えば蒸散用開口7の断面積のような構造上のパラメータによって、水検出シート4の色調変化が生じるpF値を調整することができ、様々な植物に適したインジケータを作成することができる。
【産業上の利用可能性】
【0033】
本発明の土壌用水分インジケータは、植木鉢やプランター等の土壌に挿し込むだけで容易に土壌が所望の乾燥度になっていることを目視確認できるので、様々な植物の栽培に利用できる。
【符号の説明】
【0034】
1 土壌用水分インジケータ
2 本体部
3 吸水材
4 水検出シート
5 吸水用開口
6 表示部
7 蒸散用開口
8 案内線
図1
図2