JP3370734B2 - 通電式除草装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、除草装置に係り、特
に、雑草に電流を通すことにより除草を行う通電式除草
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、雑草を除去する方法として、雑草
に除草剤等の化学薬品を噴霧又は散布し、雑草を化学的
に死滅させて除草を行う方法や、草刈機や草刈り用の鎌
等を使用して雑草を刈り取る、又は、人手や機械により
雑草を根本から抜き取ることで物理的に除草を行う方法
等があった。

【０００３】前記除草剤等の化学薬品を噴霧又は散布す
ることにより除草を行う方法は、雑草の細胞内に悪影響
を及ぼす化学薬品を混入させて、雑草を死滅させるた
め、一度除草した雑草が蘇生する可能性が低いという利
点を備えている。また、前記化学薬品は、例えば、飛行
機や自動車等からの噴霧又は散布が可能であるため、一
度に多数の雑草を除草することができるという利点を備
えている。

【０００４】一方、前記物理的に除草を行う方法は、雑
草を即座に除草することが可能であり、除草にかかる設
備費が比較的安価であるという利点を備えている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記除
草剤等の化学薬品を噴霧又は散布して除草する方法は、
広大な領域に生存している雑草を除草する場合には特に
有効であるが、生存させておきたい植物が植えられてい
る田畑や森林、果樹園等が隣接している場合、これらの
植物にまで化学薬品が噴霧又は散布される危険性が大き
いという問題があった。また、雑草が生えている土壌
（地面）にも化学薬品がしみ込むため、この化学薬品が
土壌を介して、隣接した田畑や森林、果樹園等の土壌に
まで侵入し、田畑や森林、果樹園等に植えられている植
物にも悪影響を及ぼすという問題があった。さらに、前
記化学薬品は、植物の他、動物にも有害である場合が多
く、また、除草後に分解されて植物や動物等に対して無
害となることがないため、いずれは地下水等と混ざっ
て、川や海にまで悪影響を及ぼす等の環境汚染を引き起
こすという問題があった。

【０００６】一方、前記草刈機や草刈り用の鎌等を使用
して雑草を刈り取る方法は、雑草の地上に出ている部
分、又は土壌内であるが地上に比較的近い部分までしか
刈り取ることができない。従って、除草後も土壌内に雑
草の根を残すことになる。このため、除草した雑草を完
全に死滅させることができず、短期間のうちに再び成長
する確立が非常に高いという問題があった。

【０００７】また、前記雑草を根本から抜き取る方法
は、除草に手間と時間がかかるという問題があった。さ
らに、土壌内に根の一部を残してしまう場合もあり、除
草した雑草を完全に死滅させることが困難であるという
問題もあった。本発明は、このような従来の問題点を解
決することを課題とするものであり、除草すべき雑草以
外の動植物に悪影響を及ぼしたり、環境汚染を引き起こ
すことなく、効率良くしかも確実に雑草の除草を行うこ
とが可能な通電式除草装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、雑草に電流を通すことによ
り除草を行う通電式除草装置であって、交流電力発生手
段と、この交流電力発生手段が１次側に接続された変圧
器と、この変圧器の２次側に接続され且つ前記雑草を含
む電気回路を形成する一対の電極と、前記変圧器と一対
の電極との間に設けられ交流を直流に変換する整流手段
と、前記一対の電極及び雑草を含む電気回路に流れる電
流値を所定の値に一致するように又は所定の範囲内に収
まるように制御する電流値制御手段と、を備え、 前記電
流値制御手段を、前記一対の電極及び雑草を含む電気回
路に流れる電流値を検出する電流値検出手段と、前記電
気回路内に前記雑草と直列関係に設けた消費電力可変の
負荷と、前記電流値検出手段の検出結果に応じて前記負
荷における消費電力量を制御する消費電力量制御手段
と、を含んで構成した通電式除草装置を提供するもので
ある。

【０００９】

【００１０】

【００１１】また、上記目的を達成するために、請求項
２記載の発明は、雑草に電流を通すことにより除草を行
う通電式除草装置であって、交流電力発生手段と、この
交流電力発生手段が１次側に接続された変圧器と、この
変圧器の２次側に接続され且つ前記雑草を含む電気回路
を形成する一対の電極と、前記変圧器と一対の電極との
間に設けられ交流を直流に変換する整流手段と、前記一
対の電極及び雑草を含む電気回路に流れる電流値を所定
の値に一致するように又は所定の範囲内に収まるように
制御する電流値制御手段と、を備え、 前記交流電力発生
手段を、発電量可変の発電機を含んで構成し、前記電流
値制御手段を、前記一対の電極及び雑草を含む電気回路
に流れる電流値を検出する電流値検出手段と、この電流
値検出手段の検出結果に応じて前記発電機の発電量を制
御する発電量制御手段と、を含んで構成した通電式除草
装置を提供するものである。

【００１２】そして、請求項３記載の発明は、前記一対
の電極のうち、一方の電極を、雑草の地面よりも上の部
分に接するように配設し、他方の電極を、当該地面に接
するように配設した通電式除草装置である。そしてま
た、請求項４記載の発明は、請求項３に係る一方の電極
の高さ方向位置を可変とした通電式除草装置である。

【００１３】さらに、請求項５記載の発明は、請求項３
又は請求項４に係る一方の電極の雑草と接する先端部
を、複数の櫛状部材をそれらの先端を地面に向けた状態
で並設した形状とした通電式除草装置である。さらにま
た、請求項６記載の発明は、前記一対の電極のうち、他
方の電極の地面と接する先端部を、回転自在に形成した
通電式除草装置である。

【００１４】そしてまた、請求項７記載の発明は、請求
項６に係る他方の電極の回転自在の先端に、回転方向に
沿って複数の凸部を形成した通電式除草装置である。ま
た、請求項８記載の発明は、前記請求項１又は請求項２
に記載の発明において、前記一対の電極を、各々異なる
雑草の地面よりも上の部分に接するように配設した通電
式除草装置である。また、上記目的を達成するために、
請求項９記載の発明は、雑草に電流を通すことにより除
草を行う通電式除草装置であって、交流電力発生手段
と、この交流電力発生手段が１次側に接続された変圧器
と、この変圧器の２次側に接続され且つ前記雑草を含む
電気回路を形成する一対の電極と、を備え、前記一対の
電極は、各々異なる雑草の地面よりも上の部分に接する
ように配設した通電式除草装置を提供するものである。
そして、請求項１０記載の発明は、前記請求項９記載の
発明において、前記変圧器と一対の電極との間に、交流
を直流に変換する整流手段を設けた。 さらに、請求項１
１記載の発明は、上記請求項１０記載の発明において、
前記一対の電極及び雑草を含む電気回路に流れる電流値
を所定の値に一致するように又は所定の範囲内に収まる
ように制御する電流値制御手段を設けた。そして、請求
項１２記載の発明は、請求項８乃至請求項１１のいずれ
か一項に係る一対の電極の高さ方向位置を可変とした通
電式除草装置である。

【００１５】さらにまた、請求項１３記載の発明は、請
求項８乃至請求項１２のいずれか一項に係る一対の電極
の少なくとも一方の電極の水平方向位置を可変とした通
電式除草装置である。そしてまた、請求項１４記載の発
明は、請求項８乃至請求項１３のいずれか一項に係る一
対の電極の雑草と接する先端部を、複数の櫛状部材をそ
れらの先端を地面に向けた状態で並設した形状とした通
電式除草装置である。

【００１６】

【作用】本発明の通電式除草装置によれば、交流電力発
生手段から供給された交流は、先ず、変圧器に供給さ
れ、ここで、変圧比に応じた所定電圧まで昇圧された
後、前記一対の電極及び雑草を含む回路に電流が流れ
る。この通電により前記雑草は、その植物組織におい
て、ジュール効果によるエネルギー消散（熱消散）が起
こり、細胞液が蒸発されて生存に必要な水分を維持する
ことが困難となり、死滅に至る。また、細胞及び植物組
織のイオン均衡性が破壊され、非可逆的な一般電気泳動
現象が生じ、植物組織への栄養分や水等の吸収及び運搬
が阻害される。さらに、植物組織の生存に不可欠な酸素
や、核酸及び核タンパク質等の有機分子が変質され、雑
草は、死滅に至る。

【００１７】そして、請求項１、２、１０のいずれか一
項に記載の発明によれば、電極に直流が供給され、雑草
に直流が通電される。この直流が通電された雑草は、そ
の植物組織内において、特にジュール効果による発熱が
得られ易くなる。これは、直流は、常に一定の電流を供
給することができるため、ジュール効果を効率よく発揮
することができるためであると考えられる。

【００１８】従って、雑草の植物組織における細胞液の
蒸発、イオン均衡性の破壊、非可逆的な一般電気泳動現
象の発生、植物組織への栄養分や水等の吸収及び運搬の
阻害、生存に不可欠な酸素や有機分子の変質等が、さら
に活発に起こり、雑草はさらに短時間で死滅に至る。そ
して、請求項１、２、１１のいずれか一項に記載の発明
によれば、電流値制御手段を設けたため、雑草の量（本
数）が増加したり、雑草の種類等に応じて、一度に大量
の電流が、電気回路を通過する状況となっても、当該電
気回路を流れる電流値は、常に所定の値又は所定の範囲
内となる。従って、交流電力発生手段、変圧器、整流手
段等に過大な負担がかかることがない。

【００１９】しかも、請求項１記載の発明によれば、電
流値検出手段から検出された電流値に応じて、前記負荷
の消費電力量が制御される。即ち、この負荷は、雑草と
直列となっているため、例えば、雑草の本数が増加し
て、一度に大量の電流が、雑草を含む電気回路を通過す
る状況となった際には、この電流値に応じて、消費電力
量制御手段にて、負荷における消費電力量を増加させる
ことで、電気回路に流れる電流値は、常に所定の値又は
所定の範囲内に収まるようになる。

【００２０】また、請求項２記載の発明によれば、電流
値検出手段により検出された電流値に応じて、交流電力
発電手段の発電機の発電量が制御される。即ち、例え
ば、雑草の本数が増加して、一度に大量の電流が、前記
電気回路を通過する状況となった際には、発電量制御手
段により、発電機の発電量を減少させることで、電気回
路に流れる電流値は、常に所定の値又は所定の範囲内に
収まるようになる。

【００２１】ここで、請求項１記載の電流値制御手段及
び請求項２記載の電流制御手段を両方備えることで、前
記電気回路に流れる電流値の制御がさらに容易となる。
そしてまた、請求項３記載の発明によれば、一方の電極
（雑草の地面より上の部分に接する電極）から、雑草の
当該一方の電極が接触した部分、該雑草の根及び他方の
電極を含む電気回路が形成される。従って、雑草がまば
らに生えていても雑草の根には、確実に通電が行われ
る。

【００２２】また、請求項４記載の発明によれば、請求
項３に係る一方の電極の高さ方向位置を可変としたた
め、一方の電極は、所望によりその高さが変更される。
このため、例えば、雑草の丈に応じて、一方の電極の高
さを、自動又は手動で変更することもできる。従って、
一方の電極は、常に雑草と接触し、一対の電極及び雑草
を含む電気回路が形成される。

【００２３】そして、請求項５記載の発明によれば、請
求項３又は請求項４に係る一方の電極の雑草と接する先
端部を、複数の櫛状部材をそれら先端を地面に向けた状
態で並設した形状としたため、一方の電極の雑草と接す
る先端部に、多数の針状の電極が存在した状態となる。
従って、一方の電極と雑草とが接触する面積が増大され
て、両者が接触する確率が増加する。このため、ランダ
ムに生えている雑草であっても、一方の電極と簡単に接
触し、常に前記一対の電極及び雑草を含む電気回路を形
成することができる。また、一方の電極が移動しても、
雑草は、一方の電極の先端部に形成された複数の櫛状部
材間を通過するため、雑草が電極にからまることがな
い。

【００２４】さらに、請求項６記載の発明によれば、請
求項３乃至請求項５のいずれか一項に係る他方の電極の
地面と接触する先端が、地面上を回転するため、地面と
の接触抵抗が低減される。また、地面上に、石等の障害
物があっても、電極の先端がこれらの上を回転して通過
するため、電極は、常に地面と接触した状態となる。従
って、一対の電極及び雑草を含む電気回路が常に形成さ
れる。

【００２５】そして、請求項７記載の発明によれば、請
求項６に係る他方の電極の地面と接触する先端が地面上
を回転する際に、当該電極の先端は、電極の先端に形成
された凸部が順々に地面に食い込みながら回転する。従
って、他方の電極の先端部と地面との接触が、より確実
となる。そしてまた、請求項８乃至請求項１１のいずれ
か一項に記載の発明によれば、一方の電極、雑草の当該
一方の電極が接触している部分、さらに当該雑草の根、
他方の電極が接触している雑草の根、この雑草の他方の
電極が接触している部分及び当該他方の電極を含む電気
回路が形成される。従って、各電極が接触している雑草
に、一度に通電が行われる。そして、特に、これらの雑
草の根には、確実に通電が行われる。

【００２６】さらにまた、請求項１２記載の発明によれ
ば、雑草の丈に応じて、請求項８乃至請求項１１のいず
れか一項に係る一対の電極の高さ方向位置が変更され
る。従って、雑草の丈にかかわらず、常に、一方の電
極、これと接触した雑草、他方の電極と接触している雑
草、及び当該他方の電極からなる電気回路が形成され
る。そして、請求項１３記載の発明によれば、前記請求
項８乃至請求項１２のいずれか一項に係る一対の電極の
少なくとも一方の電極の水平方向位置を可変としたた
め、一対の電極間の距離は、所望により変更される。こ
のため、例えば、一方の電極と接触している雑草と、他
方の電極と接触する雑草との距離が一定でなくても、こ
の距離に応じて、前記少なくとも一方の電極を、自動又
は手動で水平方向に移動することもできる。従って、一
対の電極は、常に雑草と接触し、一対の電極及び雑草を
含む電気回路が形成される。

【００２７】また、請求項１４記載の発明によれば、請
求項８乃至請求項１３のいずれか一項に係る電極の雑草
と接する先端部を、複数の櫛状部材をそれらの先端を地
面に向けた状態で並設した形状としたため、当該電極の
雑草と接する先端部の面積が増大される。従って、前記
電極の雑草と接する先端部と雑草とが接触する確立が増
加する。このため、ランダムに生えている雑草であって
も、前記電極と簡単に接触し、通電が行われる。

【００２８】

【実施例】次に、本発明に係る実施例について、図面を
参照して説明する。 （実施例１）図１は、本発明の実施例１に係る通電式除
草装置をトラクタに牽引させた状態を示す外観図、図２
は、図１に示す通電式除草装置の構成図、図３は、図１
に示す通電式除草装置の保護回路の構成図、図４は、図
１に示す通電式除草装置の電力値制御手段の構成図、図
５は、一方の電極の拡大図、図６は、図１に示す通電式
除草装置の他方の電極の拡大図である。

【００２９】図１乃至図６に示す通電式除草装置１Ａ
は、雑草４に電気を通すことにより除草を行う装置であ
って、トラクタ２に牽引されるトレーラ３に、特に、図
２に示すように、交流電力発生部１０と、これの一方の
端子に接続された電力サイリスタ２０と、電力サイリス
タ２０及び交流電力発生部１０の他方の端子に接続され
た変圧器３０と、変圧器３０に接続された整流装置４０
と、整流装置４０及び交流発電機１３に接続された電流
値制御部５０と、電流値制御部５０に接続され、且つ雑
草４を含む電気回路を形成する棒状電極６１及び円板電
極６２からなる一対の電極６０と、電力サイリスタ２０
に接続された保護回路７０と、が搭載された構造を備え
ている。

【００３０】交流電力発生部１０は、内燃モータ１１
と、内燃モータ１１の電力引出し口１２に接続された８
極ポールの交流発電機１３と、から構成されている。な
お、本実施例では、内燃モータ１１として、常用回転２
８００r.p.m.の１００馬力のディーゼルエンジンを使用
した。保護回路７０は、特に、図３に示すように、棒状
電極６１、雑草４、地面５及び円板電極６２を含む電気
回路の状態を常にモニタする電気回路モニタ装置７１
と、トラクタ２の走行状態を常にモニタする走行状態モ
ニタ装置７２と、を備えている。

【００３１】電気回路モニタ装置７１は、例えば、電流
値制御部５０が備えている後述する電流値検出装置５２
に接続されており、電気回路の状態を常にモニタしてい
る。そして、円板電極６２と地面５との接触が解除され
た場合や、電気回路に故障が発生した場合、あるいは、
短絡による過剰電流の発生等、電気回路に異常が発生し
た場合には、直ちに、電力サイリスタ２０に異常発生信
号を送信する。

【００３２】また、走行状態モニタ装置７２は、トラク
タ２に設置され、トラクタ２の速度を検出する速度検出
装置２Ａに接続されており、この速度検出装置２Ａから
送信される信号を常にモニタし、トラクタ２の走行が停
止した場合には、直ちに、電力サイリスタ２０に異常発
生信号を送信する。電力サイリスタ２０は、保護回路７
０から送信された異常発生信号により、ＯＮ状態からＯ
ＦＦ状態への切り替えを行い、電気回路への電力供給を
停止する。また、前記異常が解除された場合には、ＯＦ
Ｆ状態からＯＮ状態への切り替えを行い、電気回路への
電力供給を行う。

【００３３】変圧器３０は、交流発電機１３から供給さ
れる交流の電圧を所定の値に変圧する装置である。整流
装置４０は、交流を直流に変換する整流器から構成され
ている。電流値制御部５０は、特に図４に示すように、
雑草４と直列に配設された抵抗値可変の可変抵抗５１
と、棒状電極６１、雑草４、及び円板電極６２を含む電
気回路を流れる電流値を検出する電流値検出装置５２
と、電流値検出装置５２の検出結果に応じて、可変抵抗
５１の抵抗値を変化させて、これにおける消費電力量を
制御する消費電力量制御装置５３と、電流値検出装置５
２の検出結果に応じて、交流発電機１３の回転数をコン
トロールし、発電量を制御する発電量制御装置５４と、
から構成されている。

【００３４】棒状電極６１は、整流装置４０側が棒状と
なっており、トレーラ３の外部に延出すると共に、地面
５より上方に位置し、雑草４の地面５よりも上の部分に
接するように懸架されている。この棒状電極６１の雑草
４と接触する先端部は、特に図５に示すように、複数の
櫛状部材６３が、その先端を地面に向けた状態で並設さ
れた形状となっている。また、棒状電極６１には、その
高さ方向位置を自在に変更する図示しない高さ方向移動
装置が接続されており、その高さ方向位置を任意に変更
できるようになっている。

【００３５】円板電極６２は、整流装置４０側が棒状と
なっており、トレーラ３の外部に延出すると共に、地面
５に接するように配設されている。この円板電極６２の
地面と接する先端部は、特に図６に示すように、回転自
在な円板形状となっている。そして、この円板の外周に
は、回転方向に沿って複数の凸部６５が形成されてい
る。この凸部６５は、円板電極６２の先端が回転する際
に、地面５に円板電極６２を食い込ませ（入り込ませ）
易いように、地面５と最初に接触する先端に鋭利なカッ
トが施されている。

【００３６】次に、本実施例に係る通電式除草装置１Ａ
を用いて、地面５に生えている雑草４の除草を行う場合
の具体的動作について説明する。除草すべき雑草４が生
えている地面５にて、トラクタ２の走行を開始すると共
に、内燃モータ１１を作動する。この内燃モータ１１の
作動により得られた電力は、電力引出し口１２を介して
交流発電機１３に供給される。ここで、この電力は、内
燃モータ１１の作動により得られるため、トラクタ２の
走行状態にかかわりなく、常に安定した電力量が得られ
る。

【００３７】交流発電機１３では、供給された電力から
交流を発生させる。ここで得られた交流は、変圧器３０
に供給される。この時、電力サイリスタ２０は、ＯＮ状
態となっている。変圧器３０では、供給された交流の電
圧を所定の電圧に変換する。ここで所定の電圧に変換さ
れた交流は、整流装置４０に供給される。

【００３８】整流装置４０では、供給された交流が直流
に変換される。ここで得られた直流は、電流値制御部５
０を介して、雑草４の上部と接触している棒状電極６
１、雑草４及び円板電極６２を含む電気回路に供給され
る。ここで、通電が行われた雑草４は、その植物組織に
おいて、ジュール効果によるエネルギー消散が起こり、
細胞液が蒸発されて生存に必要な水分を維持することが
困難となる。また、細胞及び植物組織のイオン均衡性が
破壊され、非可逆的な一般電気泳動現象が生じ、植物組
織への栄養分や水等の吸収及び運搬が阻害される。さら
に、植物組織の生存に不可欠な酸素や、核酸及び核タン
パク質等の有機分子が変質される、等の理由により死滅
に至る。

【００３９】この時、棒状電極６１は、トラクタ２の走
行に合わせて移動するが、棒状電極６１は、その先端部
が、常に雑草４と接触するように、図示しない高さ方向
移動装置により、その高さ方向の位置が変更される。さ
らに、棒状電極６１は、その先端部に、複数の櫛状部材
６３が形成されているため、雑草４との接触が容易とな
る。また、雑草４は、並設された櫛状部材６３の間を通
過するため、棒状電極６１が移動しても、雑草４が棒状
電極６１にからまることがない。

【００４０】また、円板電極６２の先端部は、トラクタ
２の走行に合わせて、その先端部に形成された凸部６５
を順々に地面に食い込ませながら、先端部を回転させ
る。このようにすることで、棒状電極６１は、常に雑草
４との接触が可能となり、円板電極６２は、常に地面５
との接触が可能となる。従って、棒状電極６１、雑草
４、円板電極６２を含む電気回路が、常に安定した状態
で形成され、特に雑草４の根に、完全な通電が行われる
ため、効率の良い除草が行われる。また、円板電極６２
が地面５と接触する構造であるから、棒状電極６１のみ
を、雑草４に接触させれば、電気回路が形成される。従
って、雑草４が、まばらに生えていても簡単に電気回路
を形成することができる。

【００４１】この除草作業中、保護回路７０の電気回路
モニタ装置７１では、電流値検出装置５２から送信され
る検出結果に基づいて、常に電気回路の状態がモニタさ
れている。そして、例えば、円板電極６２と地面５との
接触状態や、電気回路の故障や、短絡による過剰電流の
発生等、電気回路に何らかのトラブルが発生した場合に
は、直ちに電力サイリスタ２０に異常発生信号を送信す
る。

【００４２】一方、保護回路７０の走行状態モニタ装置
７２では、速度検出装置２Ａから送信される検出結果に
基づいて、常にトラクタ２の走行状態がモニタされてい
る。そして、トラクタ２の走行が停止した場合には、直
ちに、電力サイリスタ２０に異常発生信号を送信する。
電力サイリスタ２０では、このような異常発生信号に基
づいて、ＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替わるから、除
草作業が直ちに停止する。このため、常に安全な除草作
業が行える。

【００４３】さらに、この除草作業中、電流値制御部５
０では、電流値検出装置５２により電気回路を流れる電
流値を検出し、この検出結果に応じて、消費電力量制御
装置５３にて、可変抵抗５１における消費電力量が制御
される。即ち、雑草４の本数が増加して、一度に大量の
電流が、電気回路を通過する状況となった際には、この
電流値に応じて、消費電力量制御装置５３にて、可変抵
抗５１における消費電力量を増加させることで、電気回
路に流れる電流値は、常に所定の値又は所定の範囲内に
収まるように制御される。従って、交流電力発生部１
０、変圧器３０、整流装置４０に、過大な負担がかかる
ことがない。

【００４４】また、同様に、電流値制御部５０では、電
流値検出装置５２から検出された電流値に応じ、交流発
電機１３の回転数が発電量制御装置５４にてコントロー
ルされ、交流発電機１３における発電量が制御される。
即ち、雑草４の本数が増加して、一度に大量の電流が、
電気回路を通過する状況となった際には、発電量制御装
置５４により、交流発電機１３の発電量を減少させるこ
とで、電気回路に流れる電流値は、常に所定の値又は所
定の範囲内に収まるように制御される。

【００４５】次に、本実施例に係る通電式除草装置１Ａ
の整流装置４０を取り除き、雑草４に交流を通電する通
電式除草装置を用い、以下の実験を行った。３種類の雑
草（試料１として『学名：Bideus Pilosa （タウコギ
等）』、試料２として『学名：Chenchrus Echinatos
』、試料３として『学名：Cyperus Rotundus（カヤツ
リグサ等）』を使用し、これに表１に示す周波数（Ｈ
ｚ）の交流を通電した際に、完全な除草を行う（雑草を
完全に死滅に至らせる）ために必要な電力量（ジュー
ル）を調査した。

【００４６】なお、この時の電圧は、１４０００Ｖ（ボ
ルト）とした。この結果を表１に示す。

【００４７】

【表１】

【００４８】表１から、雑草の種類に応じて、通電量
（消費電力量）を変化させることにより、ずべての種類
の雑草は、完全に死滅に至ったことが確認される。ここ
で、試料３のような多年草は、完全な除草を行うために
必要な通電量が他の雑草（試料１及び試料２）に比べ、
大きいことが判る。これは、多年草は、他の雑草に比
べ、根が丈夫であるからである。

【００４９】次に、本実施例に係る通電式除草装置１Ａ
を使用し、１種類の雑草（『学名：Amaranthus Hybridu
s （ヒユ属）』）を使用し、これに直流及び表２に示す
周波数（Ｈｚ）のパルス直流（矩形波）を通電した際
に、完全な除草を行うために必要な電力量（ジュール）
を調査した。なお、この時の電圧は、１４０００Ｖとし
た。この結果を表２に示す。

【００５０】

【表２】

【００５１】表２から、直流及びパルス直流共に、雑草
は、完全に死滅に至ったことが確認される。また、特
に、直流では、少ない通電量（消費電力量）で、雑草を
完全に死滅させられることが判る。次に、本実施例に係
る通電式除草装置１Ａを使用し、電極６０に、供給する
電流の周波数（Ｈｚ）と、雑草を死滅に至らせる効率と
の関係を調査した。この結果を図７に示す。

【００５２】図７から、周波数が０Ｈｚである直流で
は、雑草を死滅に至らせる効率が高く、パルス直流及び
交流では、周波数が１０ｋＨｚに近づくに従って、雑草
を死滅に至らせる効率が増加することが判る。しかしな
がら、周波数が１０ｋＨｚを越えて大きくなると、雑草
を死滅に至らせる効率が徐々に低くなると考えられる。
これより、本発明に係る通電式除草装置１Ａでは、直流
を使用するか、周波数が１〜１０ｋＨｚ程度の交流、あ
るいはパルス直流を使用することが、省エネルギーの点
から特に有効である。

【００５３】また、本実施例に係る通電式除草装置１Ａ
を使用し、印加する電圧と雑草を死滅に至らせる効率と
の関係を調査した。この結果を図８に示す。図８から、
電圧が０ｋＶを越えてから１５ｋＶ程度までは、雑草を
死滅に至らせる効率が増加することが判る。しかしなが
ら、高電圧であるほど、放電によるロスが大きくなるた
め、本発明に係る通電式除草装置１Ａでは、３〜１５ｋ
Ｖ程度の電圧を印加することが好適である。

【００５４】なお、実施例１では、交流電流発生部１０
が、本発明に係る交流電力発生手段と対応し、整流装置
４０が整流手段と対応し、電流値制御部５０が電流値制
御手段と対応する。 （実施例２）次に、本発明に係る実施例２について説明
する。

【００５５】図９は、本発明の実施例２に係る通電式除
草装置の構成図である。なお、実施例１と同様の構成部
分には、同一符号を記し、その説明を省略した。図９に
示す通電式除草装置１Ｂは、円板電極６２の代わりに、
棒状電極６１と同様の構成を備えた棒状電極６６を備え
た構造を有している。棒状電極６６は、棒状電極６１と
接触しない程度の間隔をもって、トレーラ３の外部に延
出すると共に、地面５より上方に位置し、雑草４の地面
５よりも上の部分に接するように懸架されている。

【００５６】さらに、棒状部材６６には、棒状部材６６
を水平方向に移動する図示しない水平方向移動装置が接
続されている。そして、この水平方向移動装置を作動す
ることにより、棒状電極６１に対して、その水平方向位
置が任意に変更可能となっている。また、棒状電極６１
及び６６には、その高さ方向位置を自在に変更する図示
しない高さ方向移動装置が接続されており、その高さ方
向位置を任意に変更できるようになっている。

【００５７】そして、棒状電極６１、これと接触する雑
草４、棒状電極６６と接触する雑草４、及び棒状電極６
６を含む電気回路が形成される。次に、実施例２に係る
通電式除草装置１Ｂを用いて、地面５に生えている雑草
４の除草を行う場合の具体的動作について説明する。実
施例１と同様に、整流装置４０から供給された直流は、
電流値制御部５０を介して、棒状電極６１、雑草４及び
棒状電極６６を含む電気回路に供給される。この動作に
より、各棒状電極６１及び６６に接触している２本の雑
草４に、一度に通電を行うことができ、２本の雑草４
は、根まで完全に通電が行われ、死滅に至る。

【００５８】この時、棒状電極６１及び６６は、トラク
タ２の走行に合わせて移動するが、棒状電極６１及び６
６は、その先端部が、常に雑草４と接触するように、図
示しない高さ方向移動装置により、その高さ方向の位置
が変更される。さらに、棒状電極６６は、図示しない水
平方向移動装置により、その水平方向位置が変更され
る。

【００５９】この除草作業中、実施例１と同様に、保護
回路７０及び電流値制御部５０が作動し、常に良好で安
全な除草作業が行われる。なお、実施例１及び実施例２
では、交流電力発生部１０として内燃モータ１１及び交
流発電機１３を使用したが、これに限らず、交流電力発
生部１０は、例えば、交流発電機１３に、高電流ダイオ
ード等の整流手段を接続し、これにインバータを接続し
た構成や、内燃モータ１１と交流発電機１３との間に、
増速機を介在させた構造、あるいは、内燃モータ１１に
直流発電機を接続し、この直流発電機にインバータを接
続した構造等、所望の構造とすることができる。発電機
に替えて、蓄電器を使用してもよい。

【００６０】また、実施例１及び実施例２では、電極６
０に、直流を供給したが、これに限らず、整流装置４０
を接続せずに、電極６０に所望の周波数の交流を供給し
てもよく、また、整流装置４０により、電極６０に所望
の周波数のパルス直流を供給してもよい。そして、実施
例１及び実施例２では、可変抵抗５１と、電流値検出装
置５２と、消費電力量制御装置５３と、発電量制御装置
５４と、から構成された電流値制御部５０を使用した
が、これに限らず、電流値制御部５０は、可変抵抗５１
と、電流値検出装置５２と、消費電力量制御装置５３
と、から構成してもよく、電流値検出装置５２と、発電
量制御装置５４と、から構成してもよい。また、本発明
に係る通電式除草装置は、必ずしも電流値制御部５０を
備えなくてもよい。

【００６１】また、実施例１及び実施例２では、消費電
力が可変な負荷として、可変抵抗５１を設けたが、これ
に限らず、電気回路内であって、雑草４と直列関係且つ
消費電力可変であれば、他の部品を使用してもよい。ま
た、実施例１及び実施例２では、棒状電極６１及び６６
の雑草と接触する先端部を、複数の櫛状部材６３が形成
された形状としたが、これに限らず、雑草４と高い確率
をもって接触が可能な形状であれば、他の形状としても
よい。

【００６２】そしてまた、実施例１では、回転自在な円
板電極６２を使用したが、これに限らず、地面５と接触
した状態を保持することが可能であれば、必ずしも回転
自在とする必要はなく、また、他の形状を備えていても
よく、凸部６５が形成されていなくてもよい。そして、
実施例１及び実施例２では、棒状電極６１及び６６に、
高さ方向移動装置を接続し、棒状電極６１及び６６の高
さ方向位置を可変としたが、これに限らず、本発明に係
る通電式除草装置は、必ずしも高さ方向移動装置を備え
なくてもよい。また、高さ方向移動装置に、雑草４の高
さを検出し、この検出結果に応じて自動的に棒状電極６
１及び６６の高さを調整する高さ調整装置を設けてもよ
い。

【００６３】また、実施例２では、棒状電極６６に水平
方向移動装置を接続し、その水平方向位置を可変とした
が、これに限らず、水平方向移動装置は、棒状電極６１
及び６６の両方に接続してもよい。また、本発明に係る
通電式除草装置は、必ずしも水平方向移動装置を備えな
くてもよい。さらに、水平方向移動装置に、雑草４の水
平方向の間隔を検出し、この検出結果に応じて自動的に
棒状電極６１及び６６の水平方向位置を調整する水平方
向位置調整装置を設けてもよい。

【００６４】さらに、実施例１及び実施例２では、通電
式除草装置をトレーラ３に搭載し、トレーラ３をトラク
タ２にて牽引する方法について説明したが、これに限ら
ず、トレーラ３は、他の方法により牽引してもよく、ま
た、通電式除草装置を直接移動可能な自動車等に搭載し
てもよい。そして、雑草４に通電する電力量は、雑草４
の種類により、任意に決定すればよい。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る通電
式除草装置は、除草すべき雑草を含む電気回路を構成と
したため、除草すべき雑草以外の動植物に悪影響を及ぼ
したり、環境汚染を引き起こすことなく、効率良くしか
も確実に雑草の除草を行うことができるという効果があ
る。

【００６６】そして、請求項１、２、１０に係る発明に
よれば、前記電極に、交流の他、直流及びパルス直流を
供給することができる構成としたため、前記効果に加
え、雑草の種類や本数、除草環境に応じて種々の電流を
使用することができ、装置の汎用性が増加するという効
果がある。また、直流を使用することで、一層省エネル
ギーを達成することができるという効果がある。

【００６７】また、請求項１、２、１１に係る発明によ
れば、電流値制御手段を備えたため、電気回路に、一度
に大量の電流が通過する状況となっても、該電気回路を
流れる電流値を常に所定の値又は所定の範囲内に収める
ことができる。この結果、前記効果に加え、交流電力発
生手段、変圧器、整流手段等に過大な負担がかかること
がなく、装置の寿命を向上することができるという効果
がある。

【００６８】そしてまた、請求項１記載の発明によれ
ば、電流値制御手段を、電流値検出手段と、負荷と、消
費電力量制御手段を含んで構成したため、電流値検出手
段から検出された電流値に応じて、前記負荷の消費電力
量が制御され、電気回路に流れる電流値を、常に所定の
値又は所定の範囲内に収めることができる。この結果、
交流電力発生手段、変圧器、整流手段等に過大な負担が
かかることがなく、装置の寿命を向上することができる
という効果がある。

【００６９】さらに、請求項２記載の発明によれば、電
流値制御手段を、電流値検出手段及び発電量制御手段
と、を含んで構成したため、電流値検出手段から検出さ
れた電流値に応じて、交流電力発電手段の発電機の発電
量が発電量制御手段により制御される。従って、電気回
路に流れる電流値を、常に所定の値又は所定の範囲内に
収めることができる。この結果、交流電力発生手段、変
圧器、整流手段等に過大な負担がかかることがなく、装
置の寿命を向上することができるという効果がある。

【００７０】ここで、請求項１記載の電流値制御部及び
請求項２記載の電流制御手段を両方備えることで、電気
回路に流れる電流値の制御がさらに容易となる。この結
果、交流電力発生装置、変圧器、整流手段等に必要以上
の負担がかかることをさらに抑制でき、装置の寿命を一
層向上することができるという効果がある。また、請求
項３記載の発明によれば、一方の電極は、雑草の地上よ
りも上の部分に接するように配設し、他方の電極は、該
地面に接する構成としたため、一対の電極及び雑草を含
む電気回路が形成される。この結果、雑草の根には、確
実に通電が行われ、根の働きを完全に停止させることが
でき、雑草を確実に死滅させることができるという効果
がある。また、雑草がまばらに生えていても、一方の電
極を該雑草に接触させることが容易となる。

【００７１】そしてまた、請求項４記載の発明によれ
ば、一方の電極の高さ方向位置を可変としたため、一方
の電極は、常に雑草と接触することができる。このた
め、一対の電極及び雑草を含む電気回路が常に形成され
る。この結果、種々の雑草を確実に死滅させることがで
きるという効果がある。そして、請求項５記載の発明に
よれば、一方の電極の雑草と接する先端部を、複数の櫛
状部材をそれら先端を地面に向けた状態で配設した形状
としたことで、電極の先端部と雑草とが接触する確率を
増加することができる。このため、ランダムに生えてい
る雑草であっても、前記電極と簡単に接触し、当該雑草
を含む電気回路を形成することができる。この結果、種
々の雑草を確実に死滅させることができるという効果が
ある。また、電極が移動した際には、雑草は、櫛状部材
間を通過するため、雑草が電極にからまることがなく、
スムーズな除草が行えるという効果がある。

【００７２】さらに、請求項６記載の発明によれば、他
方の電極の地面と接触する先端部を回転自在に構成した
ため、他方の電極は、常に地面と接触した状態となる。
この結果、常に一対の電極及び雑草を含む電気回路を形
成することができるという効果がある。そして、請求項
７記載の発明によれば、他方の電極の回転自在の先端
に、凸部を形成した構成としたため、他方の電極の先端
部は、より確実に地面との接触が保たれ、常に前記一対
の電極及び雑草を含む電気回路を形成することができる
という効果がある。

【００７３】そしてまた、請求項８乃至１１のいずれか
一項に記載の発明によれば、一対の電極を、各々異なる
雑草の地面より上の部分に接するように構成したため、
一対の電極及び雑草を含む電気回路が形成される。この
ため、各電極が接触している雑草に、一度に通電を行う
ことができると共に、これらの雑草の根には、確実に通
電が行われる。この結果、一度に２本の雑草を確実に死
滅させることができるという効果がある。

【００７４】さらに、請求項１２記載の発明によれば、
一対の電極の高さ方向位置可変としたため、一対の電極
は、常に雑草に接触することが可能となる。従って、一
対の電極及び雑草を含む電気回路を常に形成することが
できる。この結果、種々の雑草を確実に死滅させること
ができるという効果がある。そして、請求項１３記載の
発明によれば、一対の電極の少なくとも一方の電極の水
平方向位置を可変としたため、一対の電極間の水平方向
距離を変更することができる。この結果、ランダムに生
えている雑草であっても、一対の電極は、この雑草と接
触することが可能となる。この結果、一対の電極及び雑
草を含む電気回路を常に形成することができ、雑草を確
実に死滅させることができるという効果がある。

【００７５】また、請求項１４記載の発明によれば、一
対の電極の雑草と接する先端部を、複数の櫛状部材をそ
れら先端を地面に向けた状態で配設した形状としたこと
で、電極の先端部と雑草とが接触する確率を増加するこ
とができる。このため、ランダムに生えている雑草であ
っても、前記電極と簡単に接触し、当該雑草を含む電気
回路を形成することができる。この結果、種々の雑草を
確実に死滅させることができるという効果がある。ま
た、電極が移動した際には、雑草は、櫛状部材間を通過
するため、雑草が電極にからまることがなく、スムーズ
な除草が行えるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に係る通電式除草装置をトラ
クタに牽引させた状態を示す外観図である。

【図２】図１に示す通電式除草装置の構成図である。

【図３】図１に示す通電式除草装置の保護回路の構成図
である。

【図４】図１に示す通電式除草装置の電力値制御手段の
構成図である。

【図５】一方の電極の拡大図である。

【図６】図１に示す通電式除草装置の他方の電極の拡大
図である。

【図７】本発明の実施例１に係る電極に供給した電流の
周波数（Ｈｚ）と、雑草を死滅に至らせる効率との関係
を示す図である。

【図８】本発明の実施例１に係る電極に印加する電圧と
雑草を死滅に至らせる効率との関係を示す図である。

【図９】本発明の実施例２に係る通電式除草装置の構成
図である。

【符号の説明】

１ 通電式除草装置 ２ トラクタ ３ トレーラ ４ 雑草 ５ 地面 １０ 交流電力発生部 １１ 内燃モータ １２ 電力引出し口 １３ 交流発電機 ２０ 電力サイリスタ ３０ 変圧器 ４０ 整流手段 ５０ 電流値制御部 ５１ 負荷 ５２ 電流値検出装置 ５３ 消費電力量制御装置 ５４ 発電量制御装置 ６０ 電極 ６１ 棒状電極 ６２ 円板電極 ６３ 櫛状部材 ６５ 凸部 ６６ 棒状電極 ７０ 保護回路 ７１ 電気回路モニタ装置 ７２ 走行状態モニタ装置

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 雑草に電流を通すことにより除草を行う
   通電式除草装置であって、交流電力発生手段と、この交
   流電力発生手段が１次側に接続された変圧器と、この変
   圧器の２次側に接続され且つ前記雑草を含む電気回路を
   形成する一対の電極と、前記変圧器と一対の電極との間
   に設けられ交流を直流に変換する整流手段と、前記一対
   の電極及び雑草を含む電気回路に流れる電流値を所定の
   値に一致するように又は所定の範囲内に収まるように制
   御する電流値制御手段と、を備え、 前記電流値制御手段を、前記一対の電極及び雑草を含む
   電気回路に流れる電流値を検出する電流値検出手段と、
   前記電気回路内に前記雑草と直列関係に設けた消費電力
   可変の負荷と、前記電流値検出手段の検出結果に応じて
   前記負荷における消費電力量を制御する消費電力量制御
   手段と、を含んで構成した ことを特徴とする通電式除草
   装置。
2. 【請求項２】 雑草に電流を通すことにより除草を行う
   通電式除草装置であって、交流電力発生手段と、この交
   流電力発生手段が１次側に接続された変圧器と、この変
   圧器の２次側に接続され且つ前記雑草を含む電気回路を
   形成する一対の電極と、前記変圧器と一対の電極との間
   に設けられ交流を直流に変換する整流手段と、前記一対
   の電極及び雑草を含む電気回路に流れる電流値を所定の
   値に一致するように又は所定の範囲内に収まるように制
   御する電流値制御手段と、を備え、 前記交流電力発生手段を、発電量可変の発電機を含んで
   構成し、前記電流値制御手段を、前記一対の電極及び雑
   草を含む電気回路に流れる電流値を検出する電流値検出
   手段と、この電流値検出手段の検出結果に応じて前記発
   電機の発電量を制御する発電量制御手段と、を含んで構
   成したことを特徴とする 通電式除草装置。
3. 【請求項３】 一方の電極は、雑草の地面よりも上の部
   分に接するように配設し、他方の電極は、当該地面に接
   するように配設した請求項１又は請求項２記載の通電式
   除草装置。
4. 【請求項４】 前記一方の電極の高さ方向位置を可変と
   した請求項３記載の通電式除草装置。
5. 【請求項５】 前記一方の電極の雑草と接する先端部
   を、複数の櫛状部材をそれらの先端を地面に向けた状態
   で並設した形状とした請求項３又は請求項４記載の通電
   式除草装置。
6. 【請求項６】 他方の電極の地面と接する先端部を、回
   転自在に形成した請求項３乃至請求項５のいずれか一項
   に記載の通電式除草装置。
7. 【請求項７】 前記他方の電極の回転自在の先端に、回
   転方向に沿って複数の凸部を形成した請求項６記載の通
   電式除草装置。
8. 【請求項８】 前記一対の電極は、各々異なる雑草の地
   面よりも上の部分に接するように配設したことを特徴と
   する請求項１又は請求項２に記載の通電式除草装置。
9. 【請求項９】 雑草に電流を通すことにより除草を行う
   通電式除草装置であって、交流電力発生手段と、この交
   流電力発生手段が１次側に接続された変圧器と、この変
   圧器の２次側に接続され且つ前記雑草を含む電気回路を
   形成する一対の電極と、を備え、前記一対の電極は、各々異なる雑草の地面よりも上の部
   分に接するように配設したことを特徴とする 通電式除草
   装置。
10. 【請求項１０】 前記変圧器と一対の電極との間に、交
    流を直流に変換する整流手段を設けた請求項９記載の通
    電式除草装置。
11. 【請求項１１】 前記一対の電極及び雑草を含む電気回
    路に流れる電流値を所定の値に一致するように又は所定
    の範囲内に収まるように制御する電流値制御手段を設け
    た請求項１０記載の通電式除草装置。
12. 【請求項１２】 前記一対の電極の高さ方向位置を可変
    としたことを特徴とする請求項８乃至請求項１１のいず
    れか一項に記載の通電式除草装置。
13. 【請求項１３】 前記一対の電極の少なくとも一方の電
    極の水平方向位置を可変とした請求項８乃至請求項１２
    のいずれか一項に記載の通電式除草装置。
14. 【請求項１４】 前記一対の電極の雑草と接する先端部
    を、複数の櫛状部材をそれらの先端を地面に向けた状態
    で並設した形状とした請求項８乃至請求項１３のいずれ
    か一項に記載の通電式除草装置。