JP2011505117A5

JP2011505117A5 -

Info

Publication number: JP2011505117A5
Application number: JP2010522796A
Authority: JP
Filing date: 2008-08-13
Publication date: 2011-04-07

Description

移動式病虫害防除装置及びこれを用いた病虫害防除方法

本発明は、電気を用いて病虫害を防除するための移動式病虫害防除装置及びこれを用いた病虫害防除方法に関するものである。

一般に、病虫害は、病害と虫害とに区別される。病害とは、穀物・野菜・果樹・花・林木などの農作物を含めたあらゆる有用植物が病菌によって枯死・腐敗されて、収穫量が減ったり品質が落ちることをいう。虫害は、虫により、食害、吸収害などを受けることをいう。植物に被害を与える虫を害虫という。

病害は、植物に寄生する病原により生じるが、伝播が速く、被害を受ける範囲が広い。病害の程度は、病原菌の種類、作物の種類・品種、病害の発生時期、気象条件によって大きく異なってくる。病原には、かび、細菌、マイコプラズマ（mycoplasma）、ウイルス、ウィロイド（viroid）などがある。害虫には、昆虫の他に、ダニ、線虫類も含まれるし、害虫の種類によって虫害を受ける様子が異なってくる。

森林には各種の樹木が植栽されて、自然災害から人間を保護したり必要な森林資源及びきれいな空気と休息所を提供したりしている。

このような森林に植栽された各種の樹木は、時期別に各種の病虫害により損害を受けるが、特に、我が国でよく見られる松に寄生するマツバノタマバエという害虫による被害が最も深刻である。このようなマツバノタマバエは、全国に分布しており、発生時期は森林が最も生い茂る５〜７月であるが、これを予防するための防除時期は約１ケ月に限定されている。したがって、マツバノタマバエを防除するためには２〜３人が一組になって、防除液を注入できる樹幹注射器と松に穴をあけるための穿孔手段を備えた状態で、まず松に穴をあけ、それに続いて一定量の防除液の入っている樹幹注射器を用いて穿孔穴に防除液を注入する。

他の病害虫には、松エイズと呼ばれるマツ材線虫がある。マツ材線虫は線虫であって、雄雌１対が２０日後には２０万匹に増え、樹木が水を吸い上げるのを妨げて樹木を枯死させる。なお、マツ材線虫は大きさが１ｍｍ以下と目に見えず、マツノマダラカミキリにより他の樹木に伝染されると、１００％を枯死させる程度に致命的な害虫である。

しかしながら、マツバノタマバエは森林が最も生い茂る時期に発生するから、穴をあける人と樹幹注射器を用いて防除液を注入する人がお互いを識別し辛い。そのため、防除液の注入された穴に再度防除液を注入してしまう、または、穴に防除液を注入せずに行き過ぎてしまうため、防除効果が減少する他、防除液を樹幹注射器に投入する際にそれが人体につくと人体を傷つける安全事故につながる問題がある。

特に、人による手作業で防除作業をする場合、我が国の国土の約６５％を森林が占めており、その大部分が松であることを勘案すると、全国土の６５％の大部分を占めている松を全部防除するためには、途方もない労力がかかることはもとより、労力動員のおいても多くの問題点が生じうる。

一方、マツ材線虫の防除方法としては、航空機を用いる航空防除を一般的に用いるが、航空防除対象地域においては、食物や干し物などに薬物が落ちてしまい、養魚・養蜂・牧畜などを含む農家と車両などに被害を受ける問題点がある。

また、闊葉樹のナラ類は、我が国の郷土樹種であり、どこでもよく見られる代表樹種である。２００４年も８月頃に韓国京幾道城南市で発見されたナラ枯れ病は、一応病原菌に感染されると、７月末頃から急速に枯れながら赤くなって枯死する病で、急速に拡散されている実情である。この病は、Raffaelea sp.（ラファエリア属の新型菌）によるもので、キクイムシ（Platypus koryoensis）を媒虫としてナラ類を大きく毀損している。この病は、薫蒸処理、焼却方法、薬剤注入方法、殺虫剤散布などの様々な方法で対応できるが、現在、拡散される被害の予防、治療は困難であり、完壁に防除に難いという問題点がある。

本発明は、上記のような従来病虫害防除における難題と病虫害防除方法における諸問題を解決し、安全事故を予防するために提案されたものである。

本発明が解決しようとする課題は、電気を用いて病虫害を防除しながらも、装備の移動を便利にした移動式病虫害防除装置及びこれを用いた病虫害防除方法を提供することにある。

本発明が解決しようとする他の課題は、生育中の樹木の組織への損傷を最小化しながら、樹木に電気的な衝撃を加えて幼虫や害虫の正常な成長を抑制することによって成長密度を下げ、さらには完全防除を図った移動式病虫害防除装置及びこれを用いた病虫害防除方法を提供することにある。

上記の課題を解決するための本発明による移動式病虫害防除装置は、装着されたバッテリから直流電源を受け、防除装置に必要な駆動用電源を供給する電源供給器と、前記電源供給器から供給される駆動用電源を所定レベルの直流電圧に昇圧する直流電圧昇圧器と、使用者の高圧発生スイッチ操作に応じて操作信号を発生させる操作部と、高圧発生を制御するための高圧制御プログラムが内蔵されたメモリと、前記操作部により高圧発生操作信号が発生すると、前記メモリから高圧制御プログラムを読み込み、該読み込んだ高圧制御プログラムによって高圧発生を制御し、検出される出力電流レベルに基づいて前記高圧発生を制御する制御部と、前記制御部の制御によって、前記直流電圧昇圧器で昇圧された直流電圧を高圧前段階の高周波電圧に上昇させ、該上昇された高周波電圧により高圧を生成して出力する高圧発生器と、を含む構成とする。

上記装置は、前記高圧発生器で発生した電流のレベルを検出して前記制御部に提供する出力電流検出器をさらに含むことを特徴とする。

上記装置は、前記バッテリ、電源供給器、直流電圧昇圧器、メモリ、制御部、高圧発生器及び出力電流検出器を一体として内蔵して、外部の衝撃から保護すると同時に移動させるための函体をさらに含むことを特徴とする。

上記装置は、前記高圧発生器と連結され、発生した高圧を病虫害防除対象に印加するための高圧ケーブルと、前記病虫害防除対象を地面に連結するための接地ケーブルと、をさらに含むことを特徴とする。

上記の課題を解決するための本発明による移動式病虫害防除装置を用いた病虫害防除方法は、高圧発生スイッチが設けられた操作部、メモリ、病虫害防除対象の樹木の枝に高圧伝達用ケーブルが連結された高圧発生器、病虫害防除対象の樹木の枝に接地ケーブルが連結された出力電流検出器、及び制御部を備えた移動式病虫害防除装置を用いて病虫害を防除する方法であって、前記制御部で前記高圧発生スイッチのオン状態が感知されると、前記メモリから高圧発生を制御するための高圧制御プログラムを読み込む段階と、前記制御部で前記読み込んだ高圧制御プログラムにより高圧発生周期を確認し、前記高圧発生器を起動して初期高圧の発生を制御する段階と、前記制御部で初期高圧の発生を制御した後に、前記確認した高圧発生周期に応じて高圧発生周期を制御する段階と、前記制御部で高圧発生後に、前記出力電流検出器を用いて、前記高圧発生器で発生する高圧に含まれた電流のレベルを検出する段階と、前記制御部で前記検出した電流レベルによって前記高圧発生器を制御して発生する高圧に含まれる電流のレベルを制御する段階と、を含んでなることを特徴とする。

前記電流を制御する段階は、前記検出電流と基準電流とを比較し、前記検出電流が過電流または低電流の場合は、前記高圧発生器に提供するパルス幅変調信号のパルス幅を変更して、前記検出電流が前記基準電流となるように制御する段階を含むことを特徴とする。

前記電流を制御する段階は、前記検出電流と基準電流とを比較し、前記検出電流が過電流または低電流の場合は、前記高圧発生器に提供するパルス幅変調信号の周期を変更して、前記検出電流が前記基準電流となるように制御する段階を含むことを特徴とする。

本発明の移動式病虫害防除装置によると、装備の移動及び設置の便利さを提供し、移動しながら速かに病虫害を防除することが可能になる。

また、生育中の樹木の組織を損傷しないながらも、組織中に寄生している病虫害の正常成長を抑制して成長密度を減らことができ、さらには完全防除ができるという効果が得られる。

また、直流電源を交流電流に変換して使用するため、電源として小型の直流バッテリを使用でき、かつ、別の電源供給源から山（特に、高い山）まで電源供給のための電源線を設置しなくて済み、電源供給のための費用や努力及びその他設置に伴う諸問題点を解消できるという効果を奏する。

本発明の好ましい実施例による移動式病虫害防除装置の構成図である。本発明の好ましい実施例による移動式病虫害防除装置を用いた病虫害防除方法を示すフローチャートである。

以下、本発明の好適な実施例を、添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。下記の説明において、関連する公知機能あるいは構成についての具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にさせると判断される場合は適宜省略するものとする。

図１は、本発明による移動式病虫害防除装置の構成を示す図である。この移動式病虫害防除装置は、操作部１０１、バッテリ１１０、電源供給器１２０、制御部１３０、直流電圧昇圧器１４０、高圧発生器１５０、出力電流検出器１６０、高圧ケーブル１９１、接地ケーブル１９２で構成される。図１における未説明符号１７１〜１７０＋Ｎは、病虫害防除対象である樹木を表す。

また、本発明による移動式病虫害防除装置は、図面には示していないが、バッテリ１１０、電源供給器１２０、直流電圧昇圧器１４０、メモリ１８０、制御部１３０、高圧発生器１５０及び出力電流検出器１６０を単一のボディーに内蔵して移動させるための函体をさらに含んで構成することが好ましい。ここで、函体の形状は様々にすることができるが、使用者が移動しながら使用する上で便利な形状にすることが好ましく、材質も特定の材質に限定されることはないが、移動性及び絶縁性などの側面を考慮して最大の絶縁効果が得られながらも軽い材質とすることが好ましい。

操作部１０１は、使用者の高圧発生スイッチ操作に応じて操作信号を発生させる役割を担うもので、高圧を発生させるための高圧発生スイッチを含み、函体の外側面に設けられることが好ましい。

バッテリ１１０は、直流電源を供給するもので、１次電池、２次電池とも使用可能であり、移動性を考慮して適切な容量を適用することが好ましい。

電源供給器１２０は、装着されるバッテリ１１０から直流電源が供給され、防除装置に必要な駆動用電源を供給する役割を担い、定電圧器または直流−直流変換器（ＤＣ−ＤＣコンバータ）などを含むことが好ましい。

直流電圧昇圧器１４０は、電源供給器１２０から供給される駆動用電源を所定レベルの直流電圧に昇圧する機能を担うもので、直流電圧を所定の直流電圧に昇圧する一般の直流電圧昇圧器を適用すると良い。

メモリ１８０は、高圧発生を制御するための高圧制御プログラムが内蔵された記憶装置で、ＲＡＭまたはＲＯＭなどにすると好ましい。

制御部１３０は、操作部１０１により高圧発生操作信号が発生すると、メモリ１８０から高圧制御プログラムを読み込み、読み込んだ高圧制御プログラムによって高圧発生を制御し、検出される出力電流レベルに基づいて高圧発生を制御するもので、中央処理処置（ＣＰＵ）、マイクロプロセッサ、マイクロコントロールユニット（ＭＣＵ）などの制御ＩＣとすることが好ましい。

高圧発生器１５０は、制御部１３０の制御によって、直流電圧昇圧器１４０で昇圧された直流電圧を高圧前段階の高周波電圧に上昇させ、該上昇した高周波電圧により高圧を生成して出力する役割を担う。

出力電流検出器１６０は、高圧発生器１５０より発生した電流のレベルを検出して制御部１３０に提供する機能を担い、高圧ケーブル１９１は、高圧発生器１５０より発生した高圧を、病虫害防除対象樹木（例えば、１７１）に印加するための電力線であり、接地ケーブル１９２は、病虫害防除対象樹木１７１に印加された高圧を接地させる役割を果たす。

次に、このように構成された本発明による移動式病虫害防除装置を用いて病虫害を防除するプロセスについて説明する。まず、移動式病虫害防除装置の函体を、病虫害防除対象樹木１７１〜１７０＋Ｎの位置している山などに運搬した後、高圧ケーブル１９１を病虫害防除対象樹木１７１〜１７０＋Ｎの枝に連結し、接地ケーブル１９２を根部分の地面に接続して接地する。

その後、操作部１０１に設けられている高圧発生スイッチをオン（on）状態にすると、電源供給器１２０では、バッテリ１１０より放電された直流電源を所定の直流電源にして制御部１３０に駆動用電源として供給し、これにより、制御部１３０ではそれを認識し、メモリ１８０に記憶された高圧制御プログラムを読み込み、読み込んだ高圧制御プログラムによって高圧制御動作を行うこととなる。ここで、高圧制御プログラムは、病虫害防除のための最適化プログラムで、実験により算出した高圧レベルと高圧発生周期などが含まれる。必要によって、新しい高圧レベルと高圧発生周期を持つ高圧制御プログラムに更新することができる。

高圧制御動作が始まると、電源供給器１２０は、内蔵された定電圧器及び直流／直流変換器を用いてバッテリ１１０から供給される直流電圧を所定の直流電圧にし、それを直流電圧昇圧器１４０に提供する。直流電圧昇圧器１４０は、供給された直流電圧を高圧発生のための直流電圧に昇圧して高圧発生器１５０に提供する。この時、制御部１３０によって高圧発生器１５０には高圧発生のためのパルス幅変調（ＰＷＭ）信号が印加される。

高圧発生器１５０は、印加されるパルス幅制御信号によって、直流電圧昇圧器１４０から供給される昇圧された直流電圧を交流高周波電圧に昇圧する。ここで、高周波電圧は１５０Ｖが適当である。その後、約１５０Ｖの交流高周波電圧を、内蔵されたトランスの巻線比を用いて昇圧して、約２０ＫＶの高圧を生成する。

このようにして生成された高圧は、接続された高圧ケーブル１９１を通じて樹木１７１〜１７０＋Ｎに印加される。このとき、制御部１３０の制御によって、生育中の樹木の枝に、高い周波数帯域を持つ高い電圧を瞬間的にインパルス状態で０．５秒以内の時間に印加し、これを１日に数十回間欠的に印加することが好ましい。これにより、樹木に寄生中の幼虫にストレスを加重させて成長を抑制し、全体密度を低下させ、さらには病菌を消滅させることができる。

高圧発生器１５０により樹木に高圧が印加されると、出力電流検出器１６０は、樹木に印加される高圧出力電流のレベルを検出して制御部１３０に提供する。梅雨期や過度な湿度などにより樹木の表皮層に過度な電流が流れることがあり、これを防止するために、出力電流検出器１６０では樹木に印加される高圧出力電流を検出するわけである。制御部１３０は、検出された高圧出力電流のレベルをあらかじめ記憶された基準電流と比較し、その結果に基づいて高圧発生器１５０を制御する。これにより、高圧出力装置と樹木を同時に保護することが可能になる。ここで、高圧発生器１５０の制御方式は、パルス幅制御信号を断続する、または、パルスの幅と周期を異ならせる方式とすることができる。

例えば、樹木に印加される高圧出力電流が設定電圧以上の場合は、この高圧出力電流を設定電圧にするように、発生する高圧を下げる調節をし、逆に、高圧出力電流が設定電圧以下の場合は、高圧出力電流を設定電圧とするように、発生する高圧を上げる調節をする。ここで、パルスの幅を制御したりパルス幅信号の周期を制御したりして、発生する高圧を異ならせる制御方式は、高圧を発生させる当分野で広く知られた制御装置をそのまま適用すればいいので、その詳細は省略する。

図２は、本発明による移動式病虫害防除装置を用いた病虫害防除方法を示すフローチャートであり、制御部１３０でソフトウェア的に病虫害防除を行う過程を示している。ここで、Ｓは、段階（Step）を表す。

同図に示すように、本発明による病虫害防除方法は、操作部１０１に設けられた高圧発生スイッチがオン状態になると、メモリ１８０から高圧発生を制御するための高圧制御プログラムを読み込む段階（Ｓ１０１、Ｓ１０３）と；この読み込んだ高圧制御プログラムから高圧発生周期を確認し、高圧発生器１５０を起動して初期高圧を発生させる段階（Ｓ１０５、Ｓ１０７）と；初期高圧を発生させた後、高圧発生周期に応じて高圧発生周期を制御する段階（Ｓ１０９、Ｓ１１３）と；高圧発生後に、出力電流検出器１６０を用いて、高圧発生器１５０より発生する高圧に含まれた電流を検出する段階（Ｓ１１５）と；該検出した電流レベルによって、高圧発生器１５０で発生する高圧に含まれる電流を制御する段階（Ｓ１１７、Ｓ１１９）と；を含んでなることを特徴とする。

このような本発明による病虫害防除方法は、段階Ｓ１０１において、使用者により操作部１０１に設けられた高圧発生スイッチがオンになると、段階Ｓ１０３で、制御部１３０は、メモリ１８０から高圧制御プログラムを読み込む。

続いて、段階Ｓ１０５で、高圧制御プログラムに含まれている高圧発生周期を確認し、段階Ｓ１０７では高圧制御プログラムを実行して、１次（初期）高圧を発生させる。ここで、高圧発生周期は、日別高圧発生回数と高圧発生時の高圧発生時間を含む。

発生した高圧は、高圧ケーブル１９１を介して病虫害防除対象樹木（例えば、１７１）にパルス形態で印加される。

初期高圧が発生した後、段階Ｓ１０９では、次の周期であるか確認し、その確認結果、次の周期であると、段階Ｓ１１１に進み、上記と同一の方法を用いて高圧を発生させる。次に、段階Ｓ１１３で、高圧発生の終了であるか否かを確認し、高圧発生の終了であれば、高圧発生を終了し、高圧発生回数が残っている場合は、上記の段階Ｓ１０９に戻ってそれ以降の段階を終了時まで繰り返し行う。

一方、段階Ｓ１０９の確認結果、次の周期になっていない場合は、段階Ｓ１１５に進み、出力電流検出器１６０により高圧発生器１５０の出力電流を検出し、段階Ｓ１１７及び段階Ｓ１１９において、該検出された電流と基準電流とを比較し、出力を断続したり電流レベルを制御したりする。

すなわち、検出電流と基準電流とを比較し、検出電流が過電流または低電流の場合は、高圧発生器１５０に提供するパルス幅変調信号のパルス幅を変更したり、パルス幅変調信号の周期を変更したりして、検出電流が基準電流になるように制御する。

ここで、パルス幅変調信号を高圧発生器に伝達しないことによってその出力が断続したり、パルス幅または周期を変更することによって発生高圧を異ならせたりして電流を制御する技術は、当該技術分野に既に広く知られた技術であるから、その詳細は省略する。

本発明は、以上の特定の好ましい実施例に限定されず、特許請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱しない限度内で様々な変形実施が可能であるということは、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者にとっては明らかであり、それらの変更はいずれも本発明に含まれる。

上述した本発明は、バッテリに充電された直流電圧を昇圧し、これを再び交流高電圧に変換して病虫害を防除するためのあらゆる産業分野に利用可能である。

Claims

装着されたバッテリから直流電源を受け、防除装置に必要な駆動用電源を供給する電源供給器と、
前記電源供給器から供給される駆動用電源を所定レベルの直流電圧に昇圧する直流電圧昇圧器と、
使用者の高圧発生スイッチ操作に応じて操作信号を発生させる操作部と、
高圧発生を制御するための高圧制御プログラムが内蔵されたメモリと、
前記操作部により高圧発生操作信号が発生すると、前記メモリから高圧制御プログラムを読み込み、該読み込んだ高圧制御プログラムによって高圧発生を制御し、検出される出力電流レベルに基づいて前記高圧発生を制御する制御部と、
前記制御部の制御によって、前記直流電圧昇圧器で昇圧された直流電圧を高圧前段階の高周波電圧に上昇させ、該上昇された高周波電圧により高圧を生成して出力する高圧発生器と、
を含んで構成されることを特徴とする移動式病虫害防除装置。
前記高圧発生器で発生した電流のレベルを検出して前記制御部に提供する出力電流検出器をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の移動式病虫害防除装置。
前記バッテリ、電源供給器、直流電圧昇圧器、メモリ、制御部、高圧発生器及び出力電流検出器を一体として内蔵して、外部の衝撃から保護すると同時に移動させるための函体をさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載の移動式病虫害防除装置。
前記高圧発生器と連結され、発生した高圧を病虫害防除対象に印加するための高圧ケーブルと、
前記病虫害防除対象を地面に連結するための接地ケーブルと、
をさらに含むことを特徴とする、請求項３に記載の移動式病虫害防除装置。
前記制御部は、前記発生する高圧の出力制御時に、発生する高圧の出力を断続する方法、または、パルスの幅と周期を制御する方法のいずれかを選択して高圧出力を制御することを特徴とする、請求項１に記載の移動式病虫害防除装置。
高圧発生スイッチが設けられた操作部、メモリ、病虫害防除対象の樹木の枝に高圧伝達用ケーブルが連結された高圧発生器、病虫害防除対象の樹木の枝に接地ケーブルが連結された出力電流検出器、及び制御部を備えた移動式病虫害防除装置を用いて病虫害を防除する方法であって、
前記制御部で前記高圧発生スイッチのオン状態が感知されると、前記メモリから高圧発生を制御するための高圧制御プログラムを読み込む段階と、
前記制御部で前記読み込んだ高圧制御プログラムにより高圧発生周期を確認し、前記高圧発生器を起動して初期高圧の発生を制御する段階と、
前記制御部で初期高圧の発生を制御した後に、前記確認した高圧発生周期に応じて高圧発生周期を制御する段階と、
前記制御部で高圧発生後に、前記出力電流検出器を用いて、前記高圧発生器で発生する高圧に含まれた電流のレベルを検出する段階と、
前記制御部で前記検出した電流レベルによって前記高圧発生器を制御して発生する高圧に含まれる電流のレベルを制御する段階と、
を含んでなることを特徴とする、移動式病虫害防除装置を用いた病虫害防除方法。
前記電流を制御する段階は、
前記検出電流と基準電流とを比較し、前記検出電流が過電流または低電流の場合は、前記高圧発生器に提供するパルス幅変調信号のパルス幅を変更して、前記検出電流が前記基準電流となるように制御する段階を含むことを特徴とする、請求項６に記載の移動式病虫害防除装置を用いた病虫害防除方法。
前記電流を制御する段階は、
前記検出電流と基準電流とを比較し、前記検出電流が過電流または低電流の場合は、前記高圧発生器に提供するパルス幅変調信号の周期を変更して、前記検出電流が前記基準電流となるように制御する段階を含むことを特徴とする、請求項６に記載の移動式病虫害防除装置を用いた病虫害防除方法。