本発明は、水を張った泥質培地に根を張らせることで水稲などの作物を育成する水田様の耕作地における除草装置に関し、特に、水上を移動する移動体に牽引され、前記泥質培地を引っ掻くようにして水の撹拌と雑草の除去とを行う除草装置に関する。

例えば水稲を栽培する水田において無農薬栽培や有機農法を採用する農家などでは、稲の育成を阻害する雑草の除去(除草)が重要な作業の一つであるが、稲を損傷することなく除草作業を行うことは非常な重労働であることから、アイガモを利用した除草法(いわゆるアイガモ農法)を採用したり、米酢などの天然由来の除草剤を散布したりするなどの方法を採用したりしているほか、例えば特許文献1の段落0003に記載があるように、田植機などの農機具で除草器具を牽引し、雑草を泥質培地から掻き取る方法などが採用されている。

しかし、アイガモ農法で利用できるアイガモは雛だけであり、成長したアイガモを処分し、雛を購入するという作業を毎年繰り返さなければならず、費用や手間の面で大きな負担になるという問題がある。また、天然由来の除草剤は、価格が高いうえに全ての種類の雑草を除去できるわけではなく、除草効果が不十分であるという問題がある。さらに、田植機等を用いた除草方法では、稲を田植機の車輪で踏みつけないように、植え付けた稲の列に沿って田植機等を慎重に走行させる必要があるほか、前記稲列内の稲と稲との間に雑草が残って完全な除草は困難であるという問題がある。

そこで、特許文献1には、無線操作の小形エアボートに雑草の発生を防止するための攪拌機を取り付け、前記小形エアボートを、水田内をくまなく移動させることで除草を行う水田における雑草の発生防止用ロボットが提案されている。しかし、撹拌だけでは雑草の育成はある程度抑制できるものの、既に発生している雑草の除去効果はあまり期待できない。そのため特許文献2に記載の水田除草用無人運転ボートは、ラジコンボートにチェーンを取り付けて垂下させ、ラジコンボートの走行とともに、前記チェーンによって前記水田の地面を引き摺らせることで、雑草の育成の抑制と既に発生している雑草の除去とを行えるようにしている。また、特許文献3に記載の除草用ラジコンボートは、特許文献2と同様にチェーンを取り付けて垂下させているが、前記チェーンの先端に、除草効果を高めるための四方に分岐した線条部材を取り付けている。

特開2011−205967号公報

特許第5657826号公報

特許第6288622号公報

しかし、これら特許文献2,3に記載の技術は、ともにチェーンを垂下させ泥質培地上を引き摺るものであるため、チェーンに雑草が絡みやすく、かつ、絡みついた雑草が自然には取れにくいという問題がある。また、特許文献3に記載の技術は、チェーンだけでなくその先端の線条部材にも雑草が絡みつくという問題がある。そのため、特許文献2,3に記載の技術では、除草作業中に頻繁にボートを回収して絡みついた雑草を除去しなければならないという問題がある。 また、金属製のチェーンは重量が大きく泥質培地との接触面積も大きいため、泥質培地上を引き摺る際の抵抗が大きく、ボートの負荷が大きくなって燃料やバッテリーの消費量が大きいうえ、牽引速度もそれほど大きくできないという問題がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、雑草が絡みにくく、絡みついても自然に雑草が除去されやすく、かつ、牽引時の負荷を小さくして長時間の連続稼働を可能とするとともに、牽引速度も大きくすることができ、除草作業の負担を軽減して作業を短時間で終えることができる水田様耕作地における除草装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するために請求項1に記載の発明は、泥質培地の上に水を張り、前記泥質培地に根を張らせることで作物を育成する水田様耕作地における除草装置であって、水上を移動可能な移動体の後方に配置され、前記移動体の進行方向と交差する方向に配置された鉤状又は環状の除草フックと、この除草フックを固定する基体とを備えた除草部と、前記基体を前記移動体に連結するとともに前記移動体による牽引を可能にする牽引部材とを有し、前記基体は、前記移動体の進行及び旋回を妨げない位置で前記移動体に連結され、前記除草フックは、少なくとも一部が前記泥質培地に所定の埋没長さだけ埋没して、前記移動体の移動によって雑草を掻き取る掻き取り部を備える構成としてある。

本発明では、チェーンに比して短尺で軽量の除草フックを、移動体の進行方向と交差する方向に一列又は二列程度で複数個配置して泥質培地に所定長さ埋没させ、この除草フックを移動体で牽引するようにしているので、チェーンを引きずる場合よりも牽引抵抗を小さくすることができ、移動体の負荷や燃料又は電力の消費量を小さくすることができるとともに、高速で除草部を移動させることが可能になる。そして、泥質培地に埋没させた前記除草フックの先端で、前記泥質培地に根を張る雑草を根本から掻き取ることができ、前記泥質培地の表面を攪拌することで雑草の育成を抑制することができる。

前記移動体としては、水上を自在に移動できるものが好ましく、特許文献1〜3に記載されたボートのような水上移動体に限らず、ドローンやヘリコプターのような空中移動体も用いることが可能であるが、泥質培地の表面からの高さを一定にして、除草部の高さ及びフックの埋没長さを一定にしやすいボートのような水上移動体の方が好ましい。 また、水稲等の作物の上を通過しても前記作物に傷を付けたり倒したりしないようにするために、前記水上移動体の底部や側面は、布やシート等の軟質又は柔軟な材料で形成するのが好ましい。船体の周囲が柔らかいシート状のスカートで覆われ、空気の力で浮上するホバークラフトは、作業終了後の回収が容易であることからも好ましい。 前記移動体は有人又は無人のいずれでもよく、また無人の場合は有線操作又は無線操作のいずれでもよいが、稲作を行う一般的な水田では、無人で無線操作のものが好ましい。

請求項2に記載するように、前記作物の成長期に合わせて、前記除草フックの形状又は配置形態が異なる複数種類の除草部を有し、前記成長期に応じて複数の前記除草部を交換するように構成するとよい。例えば、作物の植え付け前においては、泥質培地の表面から雑草を強力に掻き取ることができる形状の除草フックを備えた除草部を用い、作物の植え付け後、ある程度作物が生長した中間期以降には、請求項3に記載にするように、隣接する前記除草フックの間に前記作物が入り込む隙間が形成され、前記除草フックには、前記作物を前記隙間に導くガイド部が形成されている除草部を用いるとよい。 前記除草フックの泥質培地への埋没長さは、請求項4に記載するように、除草を行おうとする雑草の根より深く、前記水田様耕作地で栽培される作物の根よりも浅いものとするのが好ましい。このようにすることで、水稲等の作物に影響を与えることなく雑草のみを除去することが可能である。

請求項5に記載するように、前記牽引部材の少なくとも一部は可撓性の部材で形成するとよい。前記可撓性の部材としてはワイヤロープやチェーンを挙げることができる。このような可撓性の部材を牽引部材として用いることで、例えば、除草部が畦など水田様耕作地の構造物などに衝突しても移動体に与える影響を小さくでき、また、畦際など移動体をぎりぎりまで寄せて除草を行うことが困難な場所でも、移動体の旋回時の遠心力によって除草部を外側に振ることで、このような場所の除草を行うことが可能になる。

前記除草フックの周囲には、雑草の絡み付きを抑制するための水流を発生させるのが好ましい。この水流は、例えば請求項6に記載するように、除草フックの配置や形状を工夫することで前記除草フックの周りに発生させるようにしてもよいし、請求項7に記載するように、前記移動体の移動によって前記除草フックの周りに水流を生じさせる水流発生部を前記除草フックとは別に設けてもよい。また、前記水流発生部としては、請求項8に記載するように、前記移動体に設けられた駆動部の駆動力の一部又は全部を利用して水流を発生させる水流噴射部であってもよい。

以下、本発明の好適な実施形態を、図面を参照しつつ詳細に説明する。 図1(a)は本発明の除草装置を備えた移動体を上方から見た平面図で、(b)は図1(a)の除草装置を図1(a)中矢印X方向から見た図、図2(a)はこの実施形態の除草装置の作用を説明する図、(b)は図1(b)の除草フックの部分拡大図である。 この実施形態において除草装置1を牽引する移動体は、泥質培地の上に張られた水の上を空気の力で浮上して、水上を自在に移動できるホバークラフト2である。ホバークラフト2は、船体21の下部周囲が柔軟なスカート26で覆われ、このスカート内26に空気を供給することで船体21を浮上させる公知のものである。船体21の後部には、ファン23とこのファン23を回転させて気流を発生させるモータ又はエンジンなどの駆動部22とが載置・固定されている。ファン23は筒状のファンカバー23内に配置され、ファン23の回転によって発生した気流は、その一部がファンカバー24の後方から噴出されてホバークラフト2を前進させるとともに、他の一部がファンカバー24内に形成された導風部25からスカート26内に導かれて、船体21を浮上させる。

上記のホバークラフト2によって牽引される除草装置1は、金属などで形成された棒状の基体13及びこの基体13に取り付けられ、ホバークラフト2の進行方向と直交する方向に配置された複数の除草フック14とを有する除草部10と、この除草部10を船体21に連結するとともに、船体21によって除草部10を牽引する牽引部材12と、この牽引部材12を船体21に取り付けるL字状のアーム11とを有する。除草部10は、移動体の進行と旋回を妨げない位置にアーム11を介して船体21に取り付けられる必要があるが、前記移動体がホバークラフト2である場合は、アーム11はホバークラフト2の重心位置Gよりも前方で船体21に取り付けるのが好ましい。

牽引部材12は、剛性を有する金属棒材などを用いてもよいが、ホバークラフト2の旋回や左右方向の揺動にともなって除草部10を左右に振ることができるように、ワイヤーやチェーンのような可撓性を有する部材を用いるのが好ましい。除草作業時(ホバークラフト2による牽引時)における除草部10の姿勢は、牽引部材12の長さや、アーム11に対する傾きなどによって調整することができる。また、除草部10の幅は、ホバークラフト2の船体21の幅と同幅又は狭幅としてもよいが、牽引抵抗が大きくなってホバークラフト2の移動速度を低下させたり旋回時の安定性を損なったりするなど、ホバークラフトの移動に悪影響を与えない範囲内で、船体21の幅よりも広幅とすることができる。

図1(b)及び図2(b)に示すように、この実施形態の除草フック14は略U字状の部材から形成され、棒状の基体13の長手方向に沿って一列に均等間隔で複数配置されている。除草フック14の材質は金属、樹脂、木製又はセラミックなどの材料で形成することができるが、形成が容易で安価であり、雑草Wの掻き取りの際に容易に変形しない金属で形成するのが好ましい。 除草フック14は、図2(b)の拡大図に示すように、基体13に取り付けられる本体部14bと、本体部14bの先端に形成され、雑草Wを根本から掻き取る半円弧状の掻き取り部14aとから構成される。掻き取り部14aは、ホバークラフト2による牽引時に、雑草Wの根よりも深く、かつ、作物Rの根よりも浅い長さだけ泥質培地に埋没するように構成するのが好ましい。埋没する長さとしては、例えば、泥質培地における作物の根の深さが3cm程度であるときは、このような泥質培地に生えることのある雑草の根の深さに合わせて、5mm〜1cm程度とするとよい。泥質培地に埋没する掻き取り部14aの埋没長さは、船体21に対するアーム11の取付角度、除草部10や牽引部材12の重量などによって調整することができる。

また、図1(b)及び図2(b)に示す除草部10は、隣接する掻き取り部14a,14aの間に隙間14cが形成されている。この隙間14cは、ある程度成長した作物Rが除草部10に接触した際に、作物Rを逃がすためのものである。そして、除草部10に接触した作物Rが隙間14cに逃げやすいように、掻き取り部14aは湾曲状(除草フック14が全体としてU字状)に形成されている。

上記構成の除草装置1をホバークラフト2で牽引すると、図2(a)に示すように、所定長さだけ泥質培地に埋没した掻き取り部14aが雑草Wを根本から掻き取る。その一方で、掻き取り部14aの埋没長さは作物Rの根よりも浅く、かつ、作物Rが除草部10に接触しても作物Rは隙間14cに逃がされるため、掻き取り部14aによって作物Rが掻き取られることはない。また、ホバークラフト2が作物Rの上を通過しても、ホバークラフト2のスカート26は柔らかく、かつ、作物Rがホバークラフト2の下に潜り込むことで、除草作業によって作物Rが折れたり、泥質培地から抜き取られたりすることはない。

図2(b)に示すように、ホバークラフト2の移動によって除草フック14の周囲には水流(渦水流)が発生する。この水流によって、除草された雑草Wの除草フック14への絡みつきが抑制されるとともに、絡みついた雑草Wが除草フック14から除去される。また、除草フック14自身が発生させる水流だけでなく、ホバークラフト2が発生させる水流によっても、雑草Wの絡みつきや絡みついた雑草Wの除去が促進される。特に図示はしないが、ホバークラフト2のスカート26の後方に水流を噴射する噴射口を設け、この噴射口から噴射された水流を除草フック14に指向させるようにしてもよい。

図3は、ホバークラフト2の旋回時における除草装置1の挙動を示す平面図である。 牽引部材12をワイヤーやチェーンのような可撓性を有する部材で形成することで、ホバークラフト2の旋回時に遠心力によって除草部10が旋回方向の外側に振られることになる。これにより、船体21をぎりぎりまで近づけることが困難な畦際や、コーナー部分、凹所などの除草を行うことが可能になる。 また、ホバークラフト2を小刻みに左右に揺動させることにより、除草部10も小刻みに左右に振られ、これにより一回の往復移動で広幅の除草を行えるなど、除草効果の向上を図ることができる。

除草フック14の形態は、その使用の時期や作物の種類、除草しようとする雑草の種類などに応じて、種々のものとすることができる。また、複数種類の除草フック14を準備しておき、作物の成長期に応じて使い分けるようにしてもよい。 以下に、除草フックの他の実施形態について、図4〜図7を参照しつつ説明する。 図4に示す除草フック14′は、図1(b)及び図2(b)に示した除草フック14の変形例である。この実施形態では、隣り合う除草フック14,14どうしを密接させて、その間の隙間14cを無くている。隙間14cを無くすことで、除草フック14よりも除草効果を高めることができる。

図5(a)に示す除草フック34は、基体13に取り付けられる本体34bと、この本体34bの先端に形成された湾曲状の掻き取り部34aとから構成され、全体として略逆J字状に形成されている。この除草フック34は、基体13の厚み方向に互い違いに配置して取り付けられているとともに、隣接する除草フック34、34間に隙間が生じないように密接させて配置されている。 また、図5(b)に示す除草フック34′は、図5(a)に示す除草フック34の変形例で、本体部34bの先端から斜め方向に二股に分かれた湾曲状の掻き取り部34a′を有している。そして左右それぞれの方向に分岐させた掻き取り部34a′のそれぞれが、隣接する他の除草フック34′の掻き取り部34a′と接する程度に近接するように形成されている。

図5(a)(b)に示す除草フック34,34′は、図4の除草フック14′と同様に隙間14cを無くた形態であるが、除草フック34,34′をJ字状に形成することで、除草フック14′よりも雑草Wの根を掻き取りやすくなっており、除草フック14′よりもより強力に除草を行うことができる。そのため、このような除草フック34,34′は、水稲などの作物Rの植付前の除草に適している。一方、除草フック14′は、隙間14cを無くしているものの除草フック34,34′のように強力な掻き取りは行わないため、作物Rを植え付けた初期の頃(水稲においては植付から一週間程度まで)の除草に適している。 なお、図1(b)及び図2(b)で示したような除草フック14は、ある程度成長した水稲などの作物Rを逃げすための隙間14cを設けていることから、作物Rの成長中期頃(水稲においては植付から二週間程度まで)の除草に適している。

除草フックは、ホバークラフト2の進行方向に対して交叉する方向に配列されるが、配列数は前後二列又は複数列構造とすることも可能である。 図6に示す除草フック44は、形状の異なる二つのフック、すなわち、略V字状の第一フック441と矩形状の第二フック442とを有している。そして、第一フック441と第二フック442とを、隙間441c,442cが互い違いになるように、前後に配置している。第一フック441は主として作物Rをその間の隙間441cに逃がすためのものであり、主として第二フック442が雑草の掻き取りを行う。

図7に示す除草フック54は、逆U字状の本体部54bと、隣接する二つの除草フック54の本体部54b,54bの間に設けられた掻き取り部54aとを有している。この実施形態の除草フック54では、隣接する除草フック54が互いに掻き取り部54a及び本体部54bで連結されているため、除草部を固定するための基体は必要なく、掻き取り部54a及び本体部54bが「基体」を構成している。なお、この実施形態では、除草作業中の強度を保つために、補強部材53が設けられ、支持部材55によって適宜箇所で掻き取り部54a及び本体部54bを支持している。 この実施形態の除草フック54では、主としての略V字状の掻き取り部54aが雑草Wの掻き取りを行うが、作物Rは掻き取り部54aによって本体部54bの空間54cに逃がされる。そして、作物Rが掻き取り部54a,54aの間の空間54cに逃げつつ倒れ込むことで、作物Rが折れたり、泥質培地から抜き取られたりすることがない。このような除草フック54は、作物Rの成長後期の除草に適している。

上記構成の除草装置1を備えたホバークラフト2を水面に浮かべて移動させると、除草フック14,14′,34,34′,44,54の掻き取り部14a,14a′,34a、34a′442,54aが泥質培地に所定長さ埋没した状態でホバークラフト2とともに移動し、雑草Wを根本から除去するとともに、泥質培地を攪拌することで雑草Wの育成を抑制する。除草フック14,14′,34,34′,44,54は、作物Rの成育状態や雑草Wの種類や大きさ又は量などに応じて、適宜に交換しつつ除草を行うとよい。例えば、作物Rを植え付ける前には、図5に示すような除草フック34又は除草フック34′を用いて雑草Wの除去を行い、作物Rを植え付けた後の成長初期の頃には、図4の除草フック14′又は図6の除草フック44を用いる。さらに作物Rの成長中期には、図2(b)の除草フック14を用い、成長後期には図7の除草フック54を用いるようにする。

また、上記した除草フック14,14′,34,34′,44,54を用いることで、ホバークラフト2の移動とともにその周囲に水流が発生し、雑草Wの絡みつきを抑制するとともに、絡みついた雑草Wを除去する。ホバークラフト2は、柔らかなスカート26を有しているので、水稲等の作物Rの上を通過させても作物Rを傷つけたり倒したりすることが無く、かつ、チェーンを引き摺る場合に比して牽引抵抗も大幅に小さいので、水田様耕作地においてホバークラフト2を縦横無尽に高速で移動させることができ、雑草Wを短時間でほぼ完全に除去することができる。

本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記の説明に限定されない。 例えば、雑草Wの絡みつきとその除去が可能な水流を発生させつつ、雑草Wを泥質培地から除去することができ、かつ、泥質培地を攪拌することができるものであれば、除草フック14,14′,34,34′,44,54は上記の形態のものに限られない。 また、移動体はホバークラフト2に限らずボートのような水上移動体、ドローンやヘリコプターのような空中移動体でもよい。図8は、移動体としてボート2′を用いた例であるが、ボート2′の船体21′には駆動部22′とこの駆動部22′によって回転させられるファン23′が設けられ、このファン23′の回転によってボート2′が水上を移動する。除草装置1は、基体13と、この基体13を左右両端から支持する棒状の牽引部材12と、この牽引部材12を船体21に対して上下に回動自在に取り付ける支軸11′とを有する。支軸11′の位置は、ホバークラフト2のアーム11と同様に、ボート2′の進行及び旋回を妨げない位置に設けられる。このようなボート2′に除草装置1を牽引させるようにしてもよい。

本発明は、水稲を栽培する水田に限らず、泥質培地に水を張って作物を育成する水田様の耕作地であれば広範に適用が可能である。

図1(a)は本発明の除草装置を備えた移動体を上方から見た平面図で、(b)は図1(a)の除草装置を図1(a)中矢印X方向から見た図である。

図2(a)はこの実施形態の除草装置の作用を説明する図、(b)は図1(b)の除草フックの部分拡大図である。

ホバークラフトの旋回時における除草装置の挙動を示す平面図である。

除草フックの他の実施形態を示す写真である。

除草フックのさらに他の実施形態を示す写真である。

除草フックのさらに他の実施形態を示す写真である。

除草フックのさらに他の実施形態を示す写真である。

移動体がボートである場合の一例を示す平面図である。

1 除草装置 10 除草部 11 アーム 11′ 支軸 12 牽引部材 13 基体 14 除草フック 14a 掻き取り部 14b 本体部 2 ホバークラフト(移動体) 2′ ボート(移動体) 21 船体 22 駆動部 23 ファン 24 ファンカバー 25 導風部 26 スカート