特開 2024-119287 植物揺動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024119287

(43)【公開日】2024-09-03

(54)【発明の名称】植物揺動装置

(51)【国際特許分類】

   A01G 7/06 20060101AFI20240827BHJP

【ＦＩ】

A01G7/06 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023026077

(22)【出願日】2023-02-22

(71)【出願人】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】松畑 大樹

(72)【発明者】

【氏名】嶋村 隆

(72)【発明者】

【氏名】竹川 秀人

(57)【要約】

【課題】植物の茎や枝を揺動させる植物揺動装置を目立たないように設置する。
【解決手段】植物の枝１２が、複数のアームセグメント２０が連なって構成され多関節アーム１６の収容溝１４に収容される。隣接するアームセグメント２０は、一方が他方に対して首振り可能に連結されている。多関節アーム１６に沿って延びる駆動線状材３０が多関節アーム１６の左右に配置されている。駆動アクチュエータ１８によって駆動線状材３０の一方に張力を付与し、多関節アーム１６を湾曲させる。多関節アーム１６が左右に湾曲することで、収容された枝１２が揺動する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のアームセグメントが連なって構成された湾曲可能な多関節アームであって、隣接する前記アームセグメントの一方が他方に対して首振り可能に連結され、各アームセグメントの側面に凹部が形成され、前記凹部が連なって当該多関節アームと同方向に延びる収容溝が形成され、前記収容溝には植物の茎または枝が収容される、多関節アームと、
前記多関節アームに沿って延びる少なくとも１対の線状材であって、対を成す前記線状材が前記多関節アームの中心線に対して互いに反対側に配置され、先端の前記アームセグメントに結合し、各アームセグメントに案内されている、少なくとも１対の線状材と、
前記多関節アームの基端の前記アームセグメントと一体に設けられ、対を成す前記線状材の一方の線状材に張力を付与して、前記多関節アームを張力を付与した線状材側に向けて湾曲させる駆動アクチュエータと、
を備え、
前記多関節アームの湾曲によって前記茎または前記枝を湾曲させて植物を揺動させる植物揺動装置。

【請求項2】

請求項１に記載の植物揺動装置であって、１対の前記線状材を備える、植物揺動装置。

【請求項3】

請求項２に記載の植物揺動装置であって、
前記駆動アクチュエータは、
駆動モータと、
前記駆動モータが中央部に結合され、前記駆動モータによって回動される回動アームであって、当該回動アームの両端に前記対を成す線状材がそれぞれ結合されている、回動アームと、
を有する、
植物揺動装置。

【請求項4】

請求項１に記載の植物揺動装置であって、２対の前記線状材を備え、第１の対の線状材が規定する面と、第２の対の線状材が規定する面とが交差している、植物揺動装置。

【請求項5】

請求項４に記載の植物揺動装置であって、
前記駆動アクチュエータは、
駆動モータと、
前記駆動モータが基端に結合され、前記駆動モータによって回動される回動アームであって、当該回動アームの先端に、対応する前記線状材が結合されている、回動アームと、
を含み、前記線状材のそれぞれに対応して設けられている、
植物揺動装置。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか１項に記載の植物揺動装置であって、当該植物揺動装置を前記収容溝に収容された前記茎または前記枝とは別の茎もしくは枝または幹に固定するための固定基部をさらに備える、植物揺動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、植物の茎や枝を揺動させる植物揺動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

オフィス、打ち合わせスペース、休憩スペース、またはロビーなどの屋内施設には、観葉植物が置かれることがある。屋内では、外の自然環境とは異なり、植物に風が当たらず、枝や葉が揺れないか、または揺れが少ない。

【0003】

下記特許文献１には、一端が植物の枝に掛けられた線材（１２０）の他端を駆動部（１１０）にて引っ張り、枝を揺らす揺動装置（１００）が示されている。なお、上記の（ ）内の符号は下記特許文献１で用いられた符号であり、本願の実施の形態で用いられる符号とは関連しない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２２－１００１４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記特許文献１の揺動装置においては、線材に掛かる張力により直接枝を湾曲させているため、線材は、枝と交差する方向に張られている。よって、線材が目に付きやすく見映えが悪い。

【0006】

本発明は、枝等を揺動する機構が目立ちにくい植物揺動装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る植物揺動装置は、複数のアームセグメントが連なって構成され、かつ植物の茎または枝が収容される収容溝が形成された湾曲可能な多関節アームと、多関節アームに沿って延びる少なくとも１対の線状材と、対を成す線状材の一方の線状材に張力を付与して、多関節アームを張力を付与した線状材側に向けて湾曲させる駆動アクチュエータとを備える。

【0008】

アームセグメントは、隣接するアームセグメントの一方が他方に対して首振り可能に連結されている。また、各アームセグメントの側面に凹部が形成されており、この凹部が連なって多関節アームと同方向に延びる収容溝が形成されている。この収容溝に植物の茎または枝が収容される。

【0009】

対を成す線状材は、多関節アームの中心線に対して互いに反対側に配置されている。また、各線状材は、先端のアームセグメントに結合し、各アームセグメントに案内されて多関節アームに沿って延びている。

【0010】

駆動アクチュエータは、多関節アームの基端のアームセグメントと一体に設けられている。

【0011】

多関節アームの湾曲によって収容溝に収容された茎または枝が揺動する。

【0012】

上記の植物揺動装置において、１対の線状材を備えるものとすることができる。

【0013】

さらに、１対の線状材を備える植物揺動装置において、駆動アクチュエータは、駆動モータと、駆動モータが中央部に結合され、駆動モータによって回動される回動アームとを有するものとすることができる。回動アームの両端に対を成す線状材がそれぞれ結合されている。

【0014】

また、上記の植物揺動装置において、２対の線状材を備え、第１の対の線状材が規定する面と、第２の対の線状材が規定する面とが交差しているものとすることができる。

【0015】

さらに、２対の線状材を備える植物揺動装置において、駆動アクチュエータは、駆動モータと、駆動モータが基端に結合され、駆動モータによって回動される回動アームとを有するものとすることができる。回動アームの先端に、対応する線状材が結合されている。駆動アクチュエータは、各線状材にそれぞれ対応して設けられている。

【0016】

さらにまた、上記の植物揺動装置において、当該植物揺動装置を収容溝に収容された茎または枝とは別の茎もしくは枝または幹に固定するための固定基部をさらに備えるものとすることができる。

【発明の効果】

【0017】

茎または枝を揺動させる多関節アームが茎または枝に沿って配置されることで、装置が目立たず、見映えをよくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】植物揺動装置の概略構成を示す斜視図である。

【図2】植物揺動装置の多関節アームを断面で示した平面図である。

【図3】植物揺動装置の多関節アームを断面で示した側面図である。

【図4】多関節アームの中心線に直交する断面を示した図である。

【図5】植物揺動装置の多関節アームを左に向けて湾曲させた状態を示す図である。

【図6】植物揺動装置の多関節アームを右に向けて湾曲させた状態を示す図である。

【図7】他の実施形態の植物揺動装置の概略構成を示す斜視図である。

【図8】さらに他の実施形態の植物揺動装置の概略構成を示す斜視図である。

【図9】図８に示す植物揺動装置の多関節アームを右に向けて湾曲させた状態を示す図である。

【図10】図８に示す植物揺動装置の多関節アームを上に向けて湾曲させた状態を示す図である。

【図11】図８に示す植物揺動装置の多関節アームを下に向けて湾曲させた状態を示す図である。

【図12】鉢植えの植物に植物揺動装置を装着した状態を示す図である。

【図13】鉢植えの鉢を移動および回転させる鉢駆動部に載置した態様を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明に係る実施形態を図面に従って説明する。図１は、植物揺動装置１０の概略構成を示す斜視図である。植物揺動装置１０は、植物の茎または枝１２を収容する収容溝１４が形成された多関節アーム１６と、多関節アーム１６を湾曲させる駆動アクチュエータ１８を備える。多関節アーム１６は、複数のアームセグメント２０が連なって構成されている。隣接するアームセグメント２０は、一方が他方に対して首振り可能に連結され、これにより、多関節アーム１６は湾曲可能となっている。この実施形態の多関節アーム１６は、６個のアームセグメント２０から構成されている。各アームセグメント２０の側面には凹部２２が形成されており、凹部２２が連なることにより、多関節アーム１６と同方向に延びる収容溝１４が形成される。収容溝１４に収容された茎または枝１２は、多関節アーム１６の湾曲と共に湾曲する。以下、茎または枝１２を枝１２と記す。

【0020】

多関節アーム１６の基端のアームセグメント２０Ａは、ベースブロック２４に固定されている。さらに、ベースブロック２４に駆動アクチュエータ１８が設置されている。駆動アクチュエータ１８は、モータ（例えば、サーボモータ）２６と、モータ２６の出力軸に固定された回動アーム２８を含む。回動アーム２８は、モータ２６に駆動されて回動する。

【0021】

１対の駆動線状材３０が多関節アーム１６に沿って延びて配置されている。駆動線状材３０は、鋼線であってよく、鋼線を撚り合わせたワイヤロープ、または繊維を撚り合わせたひもであってよい。対を成す駆動線状材３０のそれぞれは、多関節アーム１６の中心線を挟んで互いに反対側に配置されている。各駆動線状材３０は、その先端が、多関節アーム１６の先端のアームセグメント２０Ｂに固定されている。各駆動線状材３０は、各アームセグメント２０に案内されて多関節アーム１６に沿って延び、基端のアームセグメント２０Ａを越えて回動アーム２８まで延びている。各駆動線状材３０は、それらの基端が回動アーム２８の両端部にそれぞれ固定されている。

【0022】

図２－４は、植物揺動装置１０、特に多関節アーム１６の断面を示す図である。図２は、図３に示すII－II線による平面断面図であり、図３は、図２に示すIII－III線による側面断面図である。図４は、図３に示すIV－IV線による断面図であり、駆動線状材３０は省略されている。図２と図３に示す断面は、多関節アーム１６の中心線において互いに直交する断面であり、図４に示す断面は、多関節アーム１６の中心線に直交する断面である。

【0023】

多関節アーム１６の両端のアームセグメント２０Ａ，２０Ｂをつなぐ中間の４個のアームセグメント２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ，２０Ｆは、同一の形状を有する。中間のアームセグメント２０Ｃ－２０Ｆは、周方向において一部が切り欠かれた円筒形の大径部３２と、大径部３２より小径であり、周方向において一部が切り欠かれた円筒形の小径部３４とを有する。大径部３２および小径部３４の断面形状は、図４に示すようにＣ字形である。基端のアームセグメント２０Ａと先端のアームセグメント２０Ｂも周方向において一部が切り欠かれたＣ字形の断面形状を有する。これにより、各アームセグメント２０の側面に凹部２２が形成され、各アームセグメント２０が連なることにより、各々の凹部２２が連なって枝１２が収容される収容溝１４が形成される。

【0024】

中間のアームセグメント２０Ｃ－２０Ｅの小径部３４は、隣接する中間のアームセグメント２０Ｄ－Ｆの大径部３２の内側に進入し、小径部３４と大径部３２が重なった部分において、隣接する中間のアームセグメント２０Ｃ－Ｆ同士が１本の連結ピン３６で連結されている。基端のアームセグメント２０Ａは、中間のアームセグメント２０Ｃ－Ｆと類似の、周方向において切り欠かれた段付きの略円筒形を有し、一端が隣接するアームセグメント２０Ｃの大径部３２の中に進入している。基端のアームセグメント２０Ａとこれに隣接する中間のアームセグメント２０Ｃが重なった部分において１本の連結ピン３６で連結されている。先端のアームセグメント２０Ｂは、周方向において一部が切り欠かれた円筒形を有し、その一端に隣接する中間のアームセグメント２０Ｆの小径部３４が進入している。先端のアームセグメント２０Ｂとこれに隣接する中間のアームセグメント２０Ｆは、重なった部分において１本の連結ピン３６で連結されている。各連結ピン３６は、各アームセグメント２０の側面の切り欠きとは反対側の側部、つまり収容溝１４の底部において、隣接するアームセグメント２０同士を連結している。連結ピン３６で連結されたアームセグメント２０は、互いに相手に対して、連結ピン３６周りに回動し、首振り動作が可能である。

【0025】

各アームセグメント２０の外周には、多関節アーム１６の中心線に対して互いに反対側に、駆動線状材３０を案内する案内片３８が設けられている。各案内片３８には、駆動線状材３０が通る案内孔４０が形成されている。対を成す駆動線状材３０のそれぞれは、案内孔４０を通って多関節アーム１６に沿って延び、一端が先端のアームセグメント２０Ｂと結合し、他端が駆動アクチュエータ１８の回動アーム２８と結合している。また、２本の駆動線状材３０は、多関節アーム１６の中心線に関して、互いに反対側に配置されている。

【0026】

駆動アクチュエータ１８のモータ２６によって回動アーム２８を図２において反時計回りに回動させると、多関節アーム１６の基端から先端を見たときに左側の駆動線状材３０Ａが緊張し、先端のアームセグメント２０Ａに、これを引き寄せる張力が作用する。一方、反対側の駆動線状材３０Ｂは張力が緩められ弛緩する。これにより、多関節アーム１６は、図５に示すように、左に向けて湾曲する。逆に、回動アーム２８が時計回りに回動すると、右側の駆動線状材３０Ｂが緊張し、左側の駆動線状材３０Ａが弛緩し、多関節アーム１６は、右に向けて湾曲する。多関節アーム１６は、２本の駆動線状材３０が属する面内で左向きに、また右向きに湾曲する。多関節アーム１６が湾曲することで、多関節アーム１６に収容されている枝１２も湾曲し、左右交互に湾曲することで、この枝１２が揺動する。

【0027】

多関節アーム１６が湾曲するとき、隣接するアームセグメント２０のそれぞれの組においてアームセグメント２０同士が屈曲する。このため、枝１２は、多関節アーム１６の全体にわたって湾曲し、湾曲が１箇所に集中することがなく、枝１２に過剰な力が加わることを抑えることができる。

【0028】

２本の駆動線状材３０のうち１本を弾性を有する弾性線状材に置き換えてもよい。弾性線状材は、一端が基端のアームセグメント２０Ａに結合され、他端が先端のアームセグメント２０Ｂに結合され、両端のアームセグメント２０Ａ，２０Ｂを、これらが互いに近づく向きに付勢している。また、弾性線状材は、回動アーム２８に結合されていない。駆動線状材３０を引くと、多関節アーム１６が湾曲し、弾性線状材が延びる。駆動線状材３０の緊張を解き弛緩させると、弾性線状材の付勢力によって多関節アーム１６が反対側に向けて湾曲する。

【0029】

図７は、他の態様の植物揺動装置５０の概略構成を示す斜視図である。植物揺動装置５０は、前述の植物揺動装置１０と同様の多関節アーム１６、駆動線状材３０、駆動アクチュエータ１８、ベースブロック２４を備える。植物揺動装置５０は、多関節アーム１６の収容された枝１２とは別の茎もしくは枝または幹５２に、この植物揺動装置５０を固定するための固定基部５４をさらに備える。別の茎または枝５２は、先述の枝１２より太い茎または太い枝であってよい。この別の茎もしくは枝または幹５２を簡単のために幹５２と記す。固定基部５４は、ベースブロック２４に結合されて、一体となっている。固定基部５４は、幹５２を挟む２つの挟持片５６を有する。挟持片５６で幹５２を挟持することで植物揺動装置５０が幹５２に固定される。挟持片５６の挟持力が植物揺動装置５０の固定に十分でないときには、固定基部５４と幹５２を共にテープなどで縛って固定してもよい。幹５２にて植物揺動装置５０を支えることができ、枝１２の負担を軽減できる。

【0030】

図８は、さらに他の態様の植物揺動装置６０の概略構成を示す斜視図である。植物揺動装置６０は、前述の植物揺動装置１０と類似の構成を有するが、多関節アーム６２の構成が相違する。前述の多関節アーム１６は駆動線状材３０の属する平面内でのみ湾曲可能であったが、この多関節アーム６２はいずれの方向にも湾曲可能である。

【0031】

多関節アーム６２には、植物の茎または枝を収容する収容溝６４が形成されている。収容溝６４は、多関節アーム６２の延びる方向に沿って延びている。多関節アーム６２は、複数のアームセグメント６６が連なって構成されている。隣接するアームセグメント６６は、一方が他方に対して首振り可能に連結され、これにより多関節アーム６２が湾曲可能となっている。この実施形態の多関節アーム６２は、６個のアームセグメント６６から構成されている。各アームセグメント６６の側面には凹部６８が形成されており、凹部６８が連なることにより、多関節アーム１６と同方向に延びる収容溝６４が形成される。収容溝６４に収容された茎または枝は、多関節アーム６２の湾曲と共に湾曲する。

【0032】

多関節アーム６２の基端のアームセグメント６６Ａは、ベースブロック７０に固定されている。さらに、ベースブロック７０に４個の駆動アクチュエータ７２が設置されている。個々の駆動アクチュエータ７２は、モータ（例えば、サーボモータ）７４と、モータ７４の出力軸に固定された回動アーム７６を含む。回動アーム７６は、モータ７４に駆動されて回動する。

【0033】

２対の駆動線状材７８が多関節アーム６２に沿って延びて配置されている。駆動線状材７８は、鋼線であってよく、鋼線を撚り合わせたワイヤロープ、または繊維を撚り合わせたひもであってよい。対を成す駆動線状材７８のそれぞれは、多関節アーム１６の中心線を挟んで互いに反対側に配置されている。第１の対は駆動線状材７８Ａと駆動線状材７８Ｂで構成され、第２の対は駆動線状材７８Ｃと駆動線状材７８Ｄで構成される。第１の対の駆動線状材７８Ａ，７８Ｂが規定する面と、第２の対の駆動線状材７８Ｃ，７８Ｄが規定する面が多関節アーム６２の中心線で交差している。各駆動線状材７８は、その先端が、多関節アーム６２の先端のアームセグメント６６Ｂに固定されている。各駆動線状材７８は、各アームセグメント６６に案内されて多関節アーム６２に沿って延び、基端のアームセグメント６６Ａを越えて回動アーム７６まで延びている。４本の駆動線状材７８は、４個の回動アーム７６にそれぞれ固定されている。

【0034】

６個のアームセグメント６６は同一の形状であり、先端側に球面凸部８０、基端側に球面凹部８２を有している。隣接するアームセグメント６６の球面凸部８０と球面凹部８２が係合し、球面ジョイントが形成される。これにより、隣接するアームセグメント６６同士が互いに首振り動作可能に連結される。各アームセグメント６６の断面形状は、前述のアームセグメント２０と同様にＣ字形である。

【0035】

各アームセグメント６６の側面、特に球面凹部８２が形成された部分の側面には、４方向にそれぞれ設けられた４個の案内片８４が設けられている。案内片８４に形成された案内孔を通って駆動線状材７８が多関節アーム６２に沿って延び、一端が先端のアームセグメント６６Ｂに結合し、他端がそれぞれ対応する回動アーム７６に結合している。

【0036】

駆動アクチュエータ７２により１本の駆動線状材、例えば駆動線状材７８Ａを引くと、この駆動線状材７８Ａが配置された向きに多関節アーム６２が湾曲する。このとき、この駆動線状材７８Ａと対を成す駆動線状材７８Ｂは、これに対応する駆動アクチュエータ７２により弛緩されてよい。多関節アーム６２は、４本の駆動線状材７８が配置された４つの向きに湾曲することができる。さらに、多関節アーム６２は、これら４つの向きの間の向きにも湾曲することができる。多関節アーム６２は、隣合う駆動線状材７８を引いて緊張させることにより、これらの駆動線状材７８の配置された向きの中間の向きに湾曲する。例えば、図８に示すように、駆動線状材７８Ａ，７８Ｄを緊張させ、駆動線状材７８Ｂ，７８Ｃを弛緩させることで、左向きに湾曲させることができる。

【0037】

４本の駆動線状材７８Ａ－７８Ｄの緊張および弛緩を制御することにより、多関節アーム６２を多関節アーム６２の中心線に対して放射方向のいずれの向きにも湾曲させることができる。例えば、右側の２本の駆動線状材７８Ｂ，７８Ｃを同様に緊張させ、左側の２本の駆動線状材７８Ａ，７８Ｄを同様に弛緩させることにより、図９に示すように多関節アーム６２を右向きに湾曲させることができる。また、上側の２本の駆動線状材７８Ｂ，７８Ｄを同様に緊張させ、下側の２本の駆動線状材７８Ａ，７８Ｃを同様に弛緩させることにより、図１０に示すように多関節アーム６２を上向きに湾曲させることができる。さらに、下側の２本の駆動線状材７８Ａ，７８Ｃを同様に緊張させ、上側の２本の駆動線状材７８Ｂ，７８Ｄを同様に弛緩させることにより、図１１に示すように多関節アーム６２を下向きに湾曲させることができる。各駆動線状材７８Ａ－７８Ｄの緊張量および弛緩量を適切に調整することで、多関節アーム６２をいずれの向きにも湾曲させることができる。

【0038】

植物揺動装置６０も前述の植物揺動装置５０と同様に、当該植物揺動装置６０を別の茎もしくは枝または茎に固定するための固定基部を備えるようにしてよい。

【0039】

図１２は、鉢植え９０の植物に前述の植物揺動装置１０または植物揺動装置５０または植物揺動装置６０を装着した状態を示す図である。植物が植えられた鉢９２は、鉢カバー９４に納めらており、鉢９２と鉢カバー９４の間の空間に植物揺動装置１０，５０，６０の各駆動アクチュエータ１８，７２を制御する制御部９６が配置されている。制御部９６は、所定のプログラムに従って各駆動アクチュエータ１８，７２を制御し、植物揺動装置１０，５０，６０が装着された枝１２を揺動させる。

【0040】

図１３は、図１２に示された鉢植え９０が鉢駆動部９８に載置された態様を示す図である。鉢駆動部９８は、鉢駆動部９８が置かれた床面に沿って動くことができ、また鉛直軸周りに回転することができる。鉢駆動部９８は、制御部９６によって制御されてよい。鉢駆動部９８が動くことにより鉢植え９０の植物の全体を揺動させることができる。鉢駆動部９８による全体の動きと、植物揺動装置１０，５０，６０による個々の枝の動きを組み合わせることで、より複雑な動きを実現することができる。

【符号の説明】

【0041】

１０，５０，６０ 植物揺動装置、１２ 茎または枝、１４，６４ 収容溝、１６，６２ 多関節アーム、１８，７２ 駆動アクチュエータ、２０，６６ アームセグメント、２０Ａ，６６Ａ 基端のアームセグメント、２０Ｂ，６６Ｂ 先端のアームセグメント、２０Ｃ－Ｆ 中間のアームセグメント、２２，６８ 凹部、２４，７０ ベースブロック、２６，７４ モータ、２８，７６ 回動アーム、３０，７８ 駆動線状材、３６ 連結ピン、３８ 案内片、４０ 案内孔、５２ 茎または枝または幹、５４ 固定基部、５６ 挟持片。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】