JP5246668B2 - 除草剤の塗布装置 - Google Patents

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Description

本発明は畑作地の作物や庭園の樹木などに近接する雑草に除草剤を用いて除去するための除草剤の塗布装置に関する。
従来の雑草駆除方法としては、手で引抜いたり、鎌や刈り払い機を利用して刈り取る方法と、噴霧器を用いて除草剤を雑草の茎葉に散布する方法が一般的である。
特許文献1には装置に組み込まれた薬液タンクから塗布用ローラに滴下された除草剤を雑草上に直接塗布するローラ器具について記載されている。
また、特許文献2には装置に組み込まれた往復動ポンプにより除草剤を供給された2本のローラにより雑草を挟んで除草剤を直接塗布するローラ器具ついて記載されている。
特開平11−220994号公報 特開2007−117010号公報
しかしながら、上記従来の人力による除去方法では、時問がかかるとともに、腰をかがめての作業など作業者の肉体的負担が大きい。噴霧器を用いて除草剤を散布する方法では除草しようとする雑草以外にその周辺、特に近接する有用作物や樹木にも除草剤がかかってしまうおそれがあり、また散布作業者も被曝するおそれがある。
また、これら従来の方法の間題点を解決して、選択的に雑草のみに除草剤を塗布するべく、特許文献1及び2のようにローラを用いる方法、あるいはスティック状やモップ状の塗布装置を用いる方法も試行されている。しかし、これらにも塗布量のコントロールや、有用作物への付着対策が十分になされていないという問題や、薬品によっては葉や茎の表面への塗付のみでは雑草に十分浸透しないという問題があった。
このように除草剤による方法では有用作物に悪影響が出ること、またその対策も確立していないことから、例えば大豆の農場においては、毎年夏の盛りに人力による雑草の駆除を行わざるを得ないケースがある。この場合、雑草駆除は茎から上を切断するのみではすぐにまた生えてきてしまうため、根っこから引き抜かねばならず、大変な重労働となっている。作物も雑草も背丈が高く1m以上にも達するため、暑さと疲労のため作業中に倒れてしまうと発見が困難で、重大な事態になるおそれもある。また引き抜いた雑草は広大な圃場の外へ持ち出すことは困難なために圃場内に放置せざるを得ず、これがシードバンク(埋土種子集団)の原因となり、次シーズン以降の雑草発生の原因となる。
本発明は上記問題点を解決して、除草剤を用いて雑草を枯死させる場合に、対象雑草の茎葉のみに除草剤を塗布し、近接する有用作物への被曝を防止するとともに、作業の安全性確保と迅速化、およびシードバンクの抑制を図る除草剤の塗布装置を提供することを課題とする。
上記課題を解決するために請求項1の発明は、上アゴと下アゴが支点で結合されたワニロ状の開閉自由な塗布器と、携行可能な薬液ボトルと、塗布器に薬液ボトルから薬液を供給する吸液ホースとからなり、塗布器は、上アゴと下アゴの先端に各々配設される固定体と、支点に配設されたアゴ支点ピンに軸支される歯車装置と、上アゴの長手方向に沿って固定され、ヘッド部が塗布器の先端側に配設されるシリンダ及びピストンと、を備え、シリンダのヘッド側には、ヘッド部に一端を固定され、他端を上アゴの固定体を貫通して摺動可能に配設された泡噴出管に連結された通気性のジャバラと、ジャバラとその内部に配設されたスポンジとで構成される空気混合体と、下アゴに固定されたピンと、上アゴに設けられた長穴を前後に摺動可能なピンと、これら2つのピンを連結する連結板とで構成されるリンク機構と、を備え、シリンダのテール側には、中空で矩形断面を有するピストンのロッドと、矩形ロッドの1つの面に形成され、歯車装置の歯車と係合するラックギアと、歯車とラックギアとの係合を設定及び解除するロック機構と、歯車装置の歯車を一方向のみに回転させるラチェット機構と、を備え、ピストンロッドの後端側は吸液ホースの先端と逆止弁を介して連結されており、上下のアゴを閉じることで、歯車装置の歯車が一定方向に所定角度回転し、これによりラックギアを備えるロッドが所定量前進し、シリンダ内の薬液が押し出され、空気混合体内に1回の開閉による所定量の薬液が注入されるとともに、リンク機構により、泡噴出管に連結されたジャバラが上下のアゴの閉動作に連動して収縮し、空気混合体内の薬液を空気と混合させて泡状とし、この所定量の泡状の薬液を泡噴出管の先端より噴出させて固定体に挟み込んだ茎葉に塗布することを特徴とする。これにより、雑草のみに直接薬液を塗布することができ、また除草作業の負荷軽減が図れるとともに作業者の安全が確保でき、さらに近隣への被害や環境汚染を防止することができる。
請求項2の発明は、さらに、アゴ支点ピンは上アゴに設けられた長穴の支点穴内を上下移動可能に係止されており、上アゴの長手中央部にはロック金具が、対応する下アゴ部のピンとともに設けられており、ロック金具とピンとを係止させ、ピンを支点として上下のアゴを閉じることで、アゴ支点ピンを長穴の支点穴内の下方に移動させて歯車装置とラック装置の係合を解除し、この状態でシリンダロッドを後退させることにより、吸液ホースを介して薬液ボトル内の薬液をシリンダ内に吸入することを特徴とする。これにより、簡易な機構で薬液ボトル内の薬液をシリンダ内に吸入することができる。
請求項3の発明は、さらに、薬液ボトルは吸液管、吸液ホース取付け金具、空気抜きを備えることを特徴とする。これにより、薬液ボトルの薬液残量によらず安定した薬液の供給を行うことができる。
請求項4の発明は、さらに、薬液ボトルの吸液ホース取付け金具と、塗布器のピストン後端には薬液流出防止弁が設けられていることを特徴とする。これにより、上アゴと下アゴの作動による塗布作業時にシリンダ内の薬液が吸液ホース内に逆流したり、吸液ホース取付け金具が外れているときに薬液ボトルが転倒した場合、薬液ボトル内の薬液が外部に漏れ出すのを防止することができる。
以上説明したように、本発明の除草剤の塗布装置は、雑草の茎葉の一部を塗布器で挟み、除草剤を泡状に塗布することにより、有用植物に除草剤を接触させることなく雑草を枯死させることができる。
また、本発明の除草剤の塗布装置により、除草作業の負荷軽減が図れるとともに、作業者の安全が確保でき、さらに近隣への被害や環境汚染およびシードバンクの発生を防止することができる。
本発明の塗布装置の一実施形態を示す塗布器の組立図であり、(a)は平面図、(b)正面図、(c)は側面図であって、上下のアゴを開いた状態を示す。 本発明の塗布装置の一実施形態を示す塗布器の組立図であり、(a)は平面図、(b)正面図、であって、上下のアゴを閉じた状態を示す。 本発明の塗布装置の一実施形態を示す塗布器の組立図であり、上下のアゴの開閉によりピストンロッドを前進させる機構を示す。 本発明の塗布装置の一実施形態を示す塗布器の組立図であり、図3の機構の設定、解除を行う機構を示す。 本実施形態の薬液ボトルを示す断面図である。 本実施形態の塗布装置を使用した塗布作業の説明図である。 本実施形態の塗布器による塗布操作の説明図である。
以下に、本発明における除草剤塗布装置の実施形態について図面に基づいて説明する。
本実施形態は図6の塗布作業の説明図に示すように、塗布器1と薬液ボトル3及び吸液ホース2aより構成される。まず、塗布器1の構成及び機能について説明する。なお、本発明の塗布装置で使用する除草剤は液状であるため、以下の説明で薬液とも記す。
図1は本実施形態の塗布器の概観図であり、上下アゴ6a、6bが開いた状態を示す。
上アゴ6aと下アゴ6bは、アゴ両側面に設けた長穴の形状をした上アゴ支点6cと円形の下アゴ支点6dにアゴ支点ピン6eを通して開閉自由に設けられている。上下両アゴの一端にはバネ支点6h、6iを設け、引張りバネ6gで引き寄せているため、上アゴ6aと下アゴ6bとは常に開く方向に付勢され、また常に長穴の形状をした上アゴ支点6cの上部にアゴ支点ピン6eが位置している。アゴ支点ピン6eには大小それぞれ1個の平歯車が固定されている。
ピストンポンプのシリンダ8aは上アゴ6aの中央部に2本のネジ8dで固定されている。シリンダヘッド8bの先端には空気混合体5aがネジ止めされており、このネジ5bの中央にはシリンダ8aと空気混合体5aとが導通する穴5dを設けている。空気混合体5aはジャバラ5eにより伸縮自在の形状である。その内部にはスポンジ5cが入っている。空気混合体5aの先端には泡吹き出し口2bが設けてある。
ピストン9aのピストンヘッド9bは外周にパッキン9dを設け、シリンダ8aとの機密を保ち、中央に貫通穴9eを設ける。ピストンロッド9cは角型パイプとし、他端にはネジ部8eを設ける。ネジ部8eの中央には導通穴を儲けている。ネジ部8eには逆支弁金具7dを装着し、さらにその先には薬液ボトル3に連結する吸液ホース2aを接続する。逆支弁金具7dの一端に弁座7bを設け、弁7aは弁バネ7cにより常に弁座7bと密着している。
シリンダテール8cの中央にはピストンロッド9cが摺動する角穴を設け、ピストン9aがシリンダ8a内を摺動する際に回転を防止する。ピストンロッド9cの角面の一方にラックギア10cを設け、アゴ支点ピン6eに設けられた平歯車小10bとかみ合い、アゴ支点ピン6eの回転とピストン9aの摺動とが連動している。
図2は上下アゴ6a、6bを閉じた状態の塗布器1を示す。
シリンダヘッド8bの先端に設けた空気混合体5aのジャバラ5eの先端に摺動案内具5fを設ける。摺動案内具5fは上アゴ6aに設けた長穴6k、長穴6mにネジ5g、ネジ5hで前後摺動可能に取り付けてある。長穴6mのネジ5hには連結板6jが揺動自由に取り付けられ、連結板6jの他端は長穴6mの位置よりやや前方に位置する下アゴ6bに設けられた連結板支点6fに摺動自由に取り付けてある。
図3は、塗布器1の後端部分の組立図であり、上下アゴ6a、6bの1回の開閉動作毎に一定量の薬液を送り出すための構成を示す。
下アゴ6bの下アゴ支点6dより中央よりにツメ支点10eを設け、ツメ支点10eに揺動自由なツメ10dを設ける。アゴ支点ピン6eに設けられた平歯車大10aにツメ10dが常に接しているように巻バネ10gを設け、巻バネ10gの一端はツメ10dの背に掛け、他端は下アゴ6bの側面に穴を開けて止める。ツメの作用は、上下アゴ6a、6bを手で閉めるときには、ツメは平歯車大10aの外周をスベリ、次に引張りバネ6gの力で上下アゴ6a、6bが開くときはツメが平歯車大10aの歯に食い込み、ラチェットとして働き平歯車大10aを回転させ、これに連結するおよびアゴ支点ピン6e及び平歯車小10bを回転させる。
図4は、図3と同じく塗布器1の後端部の組立図であるが、上記薬液の定量送り込み機構の設定、解除を行う機構について説明するための図である。
下アゴ6bに設けられたツメ支点10eとほぼ対称の位置の上アゴ6aにロック支点10iを設ける。ロック支点10iにはロック金具10hが揺動自由にネジ止めされている。ロック金具10hには切り込み部10jを設ける。ツメ支点ピン10fは下アゴ6b側面よりさらに外部へ突き出させ、ロック金具の切り込み部10jが引っかかる形状とする。ロック金具10hをツメ支点ピン10fに引っ掛けた状態で上下アゴ6a、6bを閉める方向に力を加えると、ピストンロッド9cに設けたラックギア10cとアゴ支点ピン6eに設けた平歯車小10bが離れ、ピストン9aが摺動自由になる。
次に、図5で薬液ボトル3の構成及び機能について説明する。
薬液ボトル3は薬液の原液または希釈された薬液が携行可能な大きさであって、上部にネジが設けられている。このネジにキャップ3mが嵌合し、パッキン3nにより液モレを防止している。キャップ3mの平面部には吸液金具3lを取り付ける穴が設けられている。吸液金具3lの下部には、ナット3pでキャップ3mを挟み込むことにより、吸液金具3lをキャップ3mに固定するネジが設けられている。吸液金具3lの中央部には空気穴3kが設けられており、薬液ボトル3内の薬液が減少するにつれ空気を供給し、ボトル内の圧力を大気圧に保つ。吸液金具3lの上部には、液漏れ防止金具3jを止めるネジが設けられている。吸液金具3lの中心部を通って下部方向には吸液菅3cが設けられている。吸液菅3cは、薬液ボトル3にキャップ3mを締めこんだときにボトルの底から薬液が吸入可能な長さに調節されており、薬液残量が少なくなった場合でも空気混入を抑え、ポンプ送液量を一定に保つ。
空気穴用弁3qは、ゴムなどの柔軟な素材で構成されており、内径を吸液菅3c外径よりやや小さくし、挿入した場合に抜け落ちないよう密着する径となっている。空気穴用弁3qは吸液金具3lの下端面に密着させて取り付けられ、ボトルが転倒した場合に薬液が空気穴3kからこぼれないようにする。また、空気穴用弁3qはポンプ塗布器を作動し、吸液されてボトル内が負圧になった時には弾力により外径側が下側に反り、吸液金具3lの下端との密着面に隙間を生じさせ、空気穴3kからボトル内に空気が送り込まれる。
液モレ防止金具3jは、吸液金具3l上部に取り付けられており、その内壁には弁座3gが設けられている。液モレ防止金具3jの上部外周には吸液ホース取付け金具3eがネジにより取り付けられている。液モレ防止金具3jの内部にはバネ3iがセットされており、バネ3iの下端は吸液金具3lの上端面に接し、バネ3iの上端はボール3hに接している。塗布器不使用時は吸液ホース取付け金具3eが取り外された状態となるが、その際はバネ3iによりボール3hが弁座3gに押し付けられ、薬液ボトル3が転倒しても薬液がこぼれないように密封される。
吸液ホース取付け金具3eは、ホース芯3d、袋ナット3v、押し棒3fで構成されている。ホース芯3dの上端には、他端が塗布器に接続された吸液ホース2aが挿入されている。ホース芯3dの下端には押し棒3fが設けられており、ポンプ使用時は吸液ホース取付け金具3eを液モレ防止金具3jにねじ込むことにより、押し棒3fの先端がボール3hを押し、ボール3hと弁座3gの間に隙間をつけて吸液ホース2aと薬液ボトル3とを連通させ、塗布器により薬液の吸入、塗布が可能な状態となる。なお、この使用状態で薬液ボトル3が転倒した場合でも、塗布器を駆動させない限り薬液がこぼれることはない。薬液ボトル3の携行用のザック3tには、肩から吊り下げたりするための吊り金具3rと、腰に止めるためのバンド通し3sが設けられている。
次に、塗布作業の手順を説明する。
図6のごとく、作業者は薬液ボトル3の吊り下げバンド3uを肩に掛け、塗布器1の上アゴ6aを親指で、下アゴ6bを4指で支え持つ。
図1のごとく平時は、上下アゴ支点6c、6dをはさんで、一方に上下アゴ6a、6bに設けたバネ支点6h、6i間のバネ張力と、反対側の連結板6jにより、上下アゴ6a、6bが開いた状態にある。
図4のごとく、ロック金具10hの切り込み部10jをツメ支点ピン10fとあわせ、上下アゴ6a、6bを閉める方向に力を加えると、ツメ支点ピン10fを支点として上下アゴ6a、6bの後端は引張りバネ6gを伸ばして開く。このとき上アゴ支点6cは長穴状に形成してあるためアゴ支点ピン6eは上アゴ支点6cに沿って上アゴ6aの下方に移動する。これにより、ピストン9aのロッド9cに設けたラックギア10cとかみ合っていたアゴ支点ピン6eの平歯車小10bが外れて隙間ができ、ピストン9aはロッド9cを介して手で自由に摺動することができる。
図4のごとく、この状態で泡噴出口2bをキャップ2c等で塞ぎながら、ピストン9aを手でシリンダ8aから引き抜く方向へ移動すると、シリンダ8a内が負圧となり、ロッド9c他端の逆支弁金具7d内の弁バネ7cが作動し、弁7aと弁座7bに間隙ができ、ボトル3の薬液を吸い上げてシリンダ8a内に薬液が充満する。ピストン9aを停止すると負圧がなくなり、逆支弁金具7d内の弁7aは弁座7bに密着し、薬液のボトル3への逆流を防止する。
上下アゴ6a、6bを握っている手の力を緩めると、引張りバネ6gの力により上下アゴ6a、6bは開き始める。このとき、アゴ支点ピン6eは上アゴ支点6cの長穴上部に移動し、ピストンロッド9cに設けたラックギア10cと平歯車小10bは再び勘合する。シリンダ8a内に薬液が充満したら、塞いでいる泡噴出口2bを開放し、図4で示したロック金具10iを回転させて、ツメ支点ピン10fから切り込み部10jをはずし、図1及び2に示す位置におき、上下アゴ6a、6bの開閉時にロックしない状態にする。
このような状態では、図3のごとく、ツメ支点10eに取り付けられたツメ10dは平歯車大10aとかみ合い下アゴ6bが開くと共に平歯車大10aを回転させ、それに連動してアゴ支点ピン6eおよび平歯車小10bを回転させる。平歯車小10bはラックギア10cとかみ合っているので、ピストン9aを移動させる。図1のごとく、ピストン9aで加圧された薬液はシリンダヘッド8bに固定された混合体取付けネジ5bを通り空気混合体5aに入り、混合体5aの中のスポンジ5cに付着する。スポンジ5cに付着した薬液は、図2のごとく、次に上下アゴ6a、6bを閉じたときに連動する空気混合体5aのジャバラ5e収縮により空気と混合し、同時に泡として泡噴出口2bから吐き出される。平歯車大10aと平歯車小10bの歯数の組合せにより、1回当りの塗布量の調節をすることができる。本実施例では1回当りの塗布量を0.2ccとしている。
以上が準備段階であり、次に植物体への塗布作業が行われる。以下に説明する。
塗布しようとする植物体(葉または茎)に、下アゴ6bの先端に装着した固定体4bを添え、上下アゴ6a、6bを閉じて上アゴ6aの固定体4aとで挟むと、連結板6jは図1のごとく下アゴ6bに設けた連結板支点6fを基軸として上アゴ6aの長穴6mをスライド移動し、摺動案内具5fおよび空気混合体5aを構成するジャバラ5eを後退させて収縮させ、同時に内部のスポンジ5cを圧縮し、スポンジ5c内の空気とスポンジ5cに付着した薬液が混和し泡となって泡噴出口2bより植物体に塗布される(図2)。塗布された除草剤はその成分である界面活性剤の働きにより、葉の内部に浸透し、雑草体内へ移行し、茎を通って根部へ到達し、雑草を枯死させる。
長穴6mのネジ5hは連結板6jと摺動案内具5fとを動かし、この際摺動案内具5fが長穴6mに沿ってスムーズに移動するために長穴6kとネジ5gによりガイドしている。手の力を緩めると、引張りバネ6gの力により上下アゴ6a、6bは開き始める。同時に塗布器1を植物体から離し、連結板6jおよびネジ5hは長穴6mをスライドし元の位置に戻り始めるため、摺動案内具5fも移動し、空気混合体5aのジャバラ5eは前進して開き、泡噴出口2bから空気を吸引し、スポンジ5cに空気を含ませる。また同時に、ツメ10dに固定された平歯車大10aないし平歯車小10bが回転し、ラックギア10cを前進させ、それによりピストンロッド9cが移動して薬液が混合体5aに注入されスポンジ5cに付着する。
以上説明した本発明の除草剤の塗布装置には、グリホサート剤等に代表される浸透移行性の茎葉処理型除草剤が好適に用いられる。
本発明の除草剤の塗布装置は、有用植物と雑草が近接混在している場合でも、雑草の大小に関わらず茎葉の一部を塗布器で挟み除草剤を塗布することにより、有用植物に除草剤を接触させることなく雑草を枯死させることができる。
また、本発明の除草剤の塗布装置により、除草作業時間の短縮、労力の軽減が図れるとともに、薬剤を霧化散布しないためにドリフトによる被曝を防止して作業者の安全が確保でき、さらに近隣への被害や環境汚染を防止することができる。さらに確実に雑草を枯殺できることから、シードバンク(埋土種子集団)を抑制し、次シーズン以降の雑草発生を軽減することができる。
1 塗布器
2a 吸液ホース
2b 泡噴出口
2c キャップ
3 薬液ボトル
3c 吸液管
4a 固定体(上アゴ)
4b 固定体(下アゴ)
5a 空気混合体
5c スポンジ
5d 穴
5e ジャバラ
5f 摺動案内具
6a 上アゴ
6b 下アゴ
6c 上アゴ支点
6d 下アゴ支点
6e アゴ支点ピン
6g 引張りバネ
6j 連結板
6k 長穴
6m 長穴
7a 弁
7d 逆止弁金具
8a シリンダ
8b シリンダヘッド
8c シリンダテール
9a ピストン
9b ピストンヘッド
9c ピストンロッド
10a 平歯車大
10b 平歯車小
10c ラックギア
10d ツメ
10h ロック金具
10j 切込み部

Claims (4)

  1. 上アゴと下アゴが支点で結合されたワニロ状の開閉自由な塗布器と、携行可能な薬液ボトルと、前記塗布器に前記薬液ボトルから薬液を供給する吸液ホースとからなり、
    前記塗布器は、
    前記上アゴと下アゴの先端に各々配設される固定体と、
    前記支点に配設されたアゴ支点ピンに軸支される歯車装置と、
    前記上アゴの長手方向に沿って固定され、ヘッド部が前記塗布器の先端側に配設されるシリンダ及びピストンと、を備え、
    前記シリンダのヘッド側には、
    該ヘッド部に一端を固定され、他端を前記上アゴの前記固定体を貫通して摺動可能に配設された泡噴出管に連結された通気性のジャバラと、
    該ジャバラと、その内部に配設されたスポンジとで構成される空気混合体と、
    前記下アゴに固定されたピンと、前記上アゴに設けられた長穴を前後に摺動可能なピンと、これら2つのピンを連結する連結板とで構成されるリンク機構と、を備え、
    前記シリンダのテール側には、
    中空で矩形断面を有する前記ピストンのロッドと、
    該矩形ロッドの1つの面に形成され、前記歯車装置の歯車と係合するラックギアと、
    前記歯車とラックギアとの係合を設定及び解除するロック機構と、
    前記歯車装置の歯車を一方向のみに回転させるラチェット機構と、を備え、
    前記ピストンロッドの後端側は前記吸液ホースの先端と逆止弁を介して連結されており、
    前記上下のアゴを閉じることで、前記歯車装置の歯車が一定方向に所定角度回転し、これにより前記ラックギアを備える前記ロッドが所定量前進し、前記シリンダ内の薬液が押し出され、前記空気混合体内に1回の開閉による所定量の薬液が注入されるとともに、
    前記リンク機構により、前記泡噴出管に連結された前記ジャバラが前記上下のアゴの閉動作に連動して収縮し、前記空気混合体内の薬液を空気と混合させて泡状とし、この所定量の泡状の薬液を前記泡噴出管の先端より噴出させて前記固定体に挟み込んだ茎葉に塗布する
    ことを特徴とする除草剤の塗布装置。
  2. 前記アゴ支点ピンは前記上アゴに設けられた長穴の支点穴内を上下移動可能に係止されており、
    前記上アゴの長手中央部にはロック金具が、対応する下アゴ部のピンとともに設けられており、
    前記ロック金具と前記ピンとを係止させ、該ピンを支点として前記上下のアゴを閉じることで、前記アゴ支点ピンを前記長穴の支点穴内の下方に移動させて前記歯車装置と前記ラック装置の係合を解除し、この状態で前記シリンダロッドを後退させることにより、前記吸液ホースを介して前記薬液ボトル内の薬液を前記シリンダ内に吸入することを特徴とする、請求項1に記載の除草剤の塗布装置。
  3. 前記薬液ボトルは吸液管、吸液ホース取付け金具、空気抜きを備えることを特徴とする、請求項2に記載の除草剤の塗布装置。
  4. 前記薬液ボトルの前記吸液ホース取付け金具と、前記塗布器のピストン後端には薬液流出防止弁が設けられていることを特徴とする、請求項3に記載の除草剤の塗布装置。
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