(57)【要約】      （修正有）【課題】舗装材とブロックなどでなす界面隙間の雑草を、除草剤の使用なく根絶する。また引抜きや掘り起こしなく根絶する。【解決手段】マグネトロンを主構成とする誘電加熱作用を活用し、土中にある雑草などの根や茎や種子を熱死させるものとし、付加機能として発電機との組合わせ、機体の移動装置、地表の温度センサー、照射部の形態形状調整機能、照射部の本体との切り離しなどを備えたものとし、屋外での作業に必要な機能を装備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地表からマイクロ波を照射し、土中にある植物の根や茎を熱死させることを特徴とする電子除草機。
【請求項２】
発電機とマイクロ波照射装置一式を車体に搭載し、手押し又は自走で移動することを特徴とする請求項１に記載の電子除草機。
【請求項３】
照射する地表部の温度を計測し、土中にある根や茎を熱死させるに最適な照射時間を解析する装置を備えたことを特徴とする請求項１、２に記載の電子除草機。
【請求項４】
照射の高さ位置、方向、面サイズの調整機能を備えたことを特徴とする請求項１、２、３に記載の電子除草機。
【請求項５】
複数の高周波発振機を直列に配置し、照射口の縦横比を大ききしたことを特徴とする請求項１、２、３、４に記載の電子除草機。
【請求項６】
照射部が、作業上必要な電線コードで本体に繋がっていることを特徴とする請求項１に記載の電子除草機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
電磁波（マイクロ波）を利用した除草機に関するもので、主として舗装材と他物とが形成する界面隙間の除草に使用する。
【背景技術】
【０００２】
歩道の舗装材とコンクリートブロックなどが接する界面隙間には雑草が生えやすい。そしてこれらの除草処理の方法としては、手で完全に引き抜くことは困難であるため、定期的に草刈をする、シートで覆って発芽成長を抑える、除草剤を撒くなどで対処されている。またシートで覆う技術については各種の方法と材料が公知にある。しかしこれらは、手間経費の高さ、施工不良や覆いの構成や材質による除草効果の不完全、環境公害上の心配がある。具体的には次のとおりである。
【０００３】
草刈は毎年１〜２回程度の実施が必要であり、近年では刈った後の草の処分も現地での野焼きが制限される傾向にあって、持ち出し処分にもコストが高い現状である。また交通量の多い幹線道路にあっては、作業中の交通規制による渋滞も発生する。
【０００４】
シートで覆う方法は、光を遮断し発芽の押し上げや貫通力に対抗する完全密封と材質に改良の余地があり、十分な効果がない。また除草剤使用は、環境公害を心配して社会的な制約が強い時代にある。
【０００５】
また関連した医学技術として、身体の一部を温める利用がある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２５０４１、特開２００２−３６０１５１において、電極に植物の葉を接触させ、放電作用により植物を枯れ死させる方法が公知である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
はじめに「除草」とは、草抜きや草刈や発芽抑制など広い意味を持つが、本発明目的の見地からは、根や地下茎や土中にある種子を熱死（枯れ死）させることを言う。
【０００８】
従来技術の延長上にない全く新規の方法導入をもってするもので、
(イ)舗装材と他物との界面隙間などの引抜き困難な現場や、除草剤使用が制約される現場においても根や茎を枯れ死できるものとする。
（ロ）雑草が筋状に長距離連続する現場においても、作業操作及び作用の面から利便効果の高いものとする。
（ハ）地表にある枝葉に対しても作用あるものとする。
（ニ）冬季であって雑草の葉が飛び、雑草の存在が確認できない現場においても対応するものとする。
（ホ）手持ち操作による作業利便も確保する。
（ヘ）特に、筋状に長距離連続する雑草現場においては、半自動走行による機械化により作業効率を高める。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
雑草などの根、地下茎、枝葉などの対象物にマイクロ波を照射し、分子運動の摩擦によって生じる「誘電加熱」現象を利用して対象物を熱死させる機械（装置）とする。なお誘電加熱の理論や仕組みについては従来技術を応用するものであり詳細な説明は割愛する。また「マイクロ波」とは、文献によれば波長が０．１〜１０００ミリメートルの範囲にある電磁波を言うもので、本発明では設定周波数の範囲を特に限定するものではないが、本発明の利用に対して適度な誘電加熱をおこすものとする。なお調理用の電子レンジは食品中の水分に焦点を当てて誘電加熱するように設定されているのが一般的であり２５４０メガヘルツである。以下、手段の各々について述べる。
【００１０】
地表からマイクロ波を照射し、土中にある植物の根や茎を熱死させることを特徴とする電子除草機とする。
【００１１】
また上記電子除草機は手押し又は自走で移動可能なように、発電機と共に車輪、駆動モーター、動力源とするエンジン、動輪関係資材一式を車体に載せる。
【００１２】
また前記電子除草機に、照射中または照射前の地表部の温度を計測し、土中にある根や茎を熱死させるに最適な照射時間を推計解析する装置を備える。「温度計測」は温度センサーその他を利用する。「熱死に必要な最適照射時間の推計解析」とは、地表の温度を基にして、土質や深さや対象物のボリュームなどを関数として対象物の熱死に必要な時間を推計することをいう。また推計した時間は表示する。また除草機の移動速度を、推定時間をもとにして決定して走行させる。
【００１３】
また前記電子除草機に、照射の高さ位置、方向、面サイズの調整機能を備え、対象物周辺への無駄な照射を減らして目的物への集中効率を高める。高さ調整機能は少なくともマグネトロン全体またはアンテナ部分が移動するようにする。方向の調整は、マグネトロン全体またはアンテナ部分が回転や移動してするようにする。照射面サイズの調整は、導波管の形やアンテナの形状変更によりする。また指向性を持たせる。アンテナと地表との間にマスキング板を位置させて、必要とする部分のみへ照射できるようにする。「マグネトロン」とは高周波発振機である。「調整」とは、関連パーツの取替えや設定の変更による。
【００１４】
複数の高周波発振機を直列に配置して照射口の縦横比を大ききし、筋上に伸びる雑草現場への照射効率をたかめるものとする。
【００１５】
また前記電子除草機の照射部が、作業上必要な電線コードで本体と繋がっているものとし、片手程度で作業が可能な軽量なものとする。この場合の電源は、携帯型発電機や家庭用配電コンセントなどどちらでも利用できるものとするとよい。また「照射部」とは、少なくともアンテナ部分と開始と停止のスイッチとするが、アンテナと一体となったマグネトロン全体でも良い。作業の利便のためにできるだけ軽量とするのがよい。
【００１６】
また照射部は、除草機全体の移動につれて地表部に対する距離が一定になるように、自動調整機能を設けるとよい。
【発明の効果】
【００１７】
マイクロ波の用途属性が従来にないものである。このため使用形態も、機械の構成も従来にない全く新規のものとなるもので、これらが生み出す効果も下記のとおり新規のものとなる。
(イ)薬剤を使用せず、また根の引抜きや掘り出し除去を必要とせずに土中の根や茎の除草（熱死）が可能となる。
(ロ)予防目的としての実施が可能となる。例えば土中の根や茎に限らず、歩道新設時点で路盤や路床に混入していた種子や根、茎も熱死させることができる。来春には発芽すると見込まれる現場に対して予防作業として実施することもできる。
(ハ)自走型としたものは、歩道や駐車場など距離の長い隙間に沿っての実施が容易となり、半自動の機械化となる作業スタイルが創造される。
（ニ）地表部の温度センサーを備えたものは、作業現場の土質や水分の条件を基に適度な照射時間を推定して設定できる。また推定した時間をとるために必要な移動速度の設定が可能となり、作業の時間効率が向上する。
（ホ）複数のマグネトロンを使って照射口を長くしたものは、１地点あたりの照射時間が照射口の長さの移動時間だけ照射されることになる。したがって機械の移動速度は、１点照射口のものより高めることができ、長距離実施の効率アップとなる。
（ヘ）照射の高さ位置や方向、面のサイズ調整機能を備えたものは、照射が必要なポイントに絞って照射できるので、周辺への無駄な加熱が少なくなる。
（ト）また本発明は、土中に住む害虫の熱死にも利用できる。
（チ）照射部を本体と離したものは、軽量となって片手又は両手で作業ができる利便があるので、電源が近くにある住居の庭先での除草や菜園の害虫駆除に便利となる。
（リ）葉や地表の茎だけを枯らす従来の方法は、同一年度であっても気温により直ぐ成長して伸びるものや、翌年の発芽期には芽をだす。これに対して本発明のものは、土中の根自体を枯らすので、次に発芽するのは新たな種子の着床があったときである。種子自体は肉眼で見えることは少なく路面などにおいては常に無数に散在すると思われるが、発芽するには、気温、水分、適度な土被りなどの条件がすべて揃う必要があり、これには長期間の経過のなかで徐々に広がるものであるため、除草後から次に発芽するまでの有効期間は従来の刈り取りに比べて飛躍的に長くなる。
（ヌ）除草剤は使用できない、また引抜き困難な公園などにおけるブロックを敷き詰めた現場においても本発明は有効な利用となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
マグネトロンを主構成とする誘電加熱作用を活用し、土中にある雑草などの根や茎や種子を熱死させるものとし、付加機能として、発電機との組合せ、機体の移動装置、地表の温度センサー、照射部の形態形状調整機能、照射部の本体との切り離しなどを備えたものとし、屋外での作業に必要な機能を装備する。
【実施例１】
【００１９】
図１参照。長距離が続く歩道端部の界面などの除草に活用することを主目的とした構成の概要をしめす。電源部１は発電機であり、誘電加熱を起こす電子回路や制御部の機器を作動させるほか、車体全体を走行させる動力減としても利用する。移動動力は、発電機のエンジン出力を機械的に利用する場合と、発電を利用して電気モーターで駆動する方法がある。車輪６と車体で構成する移動装置部５の上に、必要な資材機材を搭載してマイクロ波を照射しながら雑草の生える界面の上を走行させる。照射部２は、運転者が正確な位置を確認できるように見やすい位置におく必要がある。図５に示す界面隙間１１に照射する場合は、車体の幅方向の外側に近い位置におくのがよい。車輪は３個又は４個とし、舵の取りやすいようにハンドルも設ける。また舵の調整は、操作制御部４でスイッチ操作できるようにするとよい。
【００２０】
各部の主な構成品については次のとおりである。電源部は、内燃機関その他の発電機、蓄電器、外部からの引き込み関連パーツ。電磁波製造部は、発生のための回路、マグネトロン、磁石その他必要関連のパーツ。照射部は、マグネトロンのアンテナ、導波管、磁気シールド、指向性補助装置、照射位置や範囲の調整。操作制御部は、周波数や強度の調整、地表の温度センサーとその表示、移動速度の調整、動作や状態の表示、スタートと停止スイッチ。移動装置部は、車輪、車体、ハンドル、自走装置。
【００２１】
実施手順としては、草刈機で刈り取った後で使用するのが良いが、生えた状態で枝葉を押し倒しながら地表近くを照射してもよい。なお地表が強く乾燥している場合は、照射前に散水して土中の水分を高めておくのも加熱効率がよい。土中の水分は、雨後や晴天続きや、深さなどで一定するものではないが、一般的には、根のある土中ではいくらかの水分は有するものであり、加熱の補助をする作用がある。
【００２２】
照射部は誘電加熱が作用する土中方向への距離を高めるため、地表の近いところを非接触状態で移動させる。したがって凹凸の激しい現場においては、地表との距離を多めに取って地表との衝突を避けるため、高さ位置を手動又は自動にて調整しながら移動させると良い。
【００２３】
誘電加熱の土中温度と作用距離について。枯れ死させる対象は根や地下茎であるが、当然にして、周辺のコンクリートブロックや舗装材や土自体も加熱（発熱）することになる。しかしマイクロ波はその性質上、コンクリートは殆ど減衰しないで通過する。また発熱も少ない。またアスファルト自体も発熱し軟化はするが型崩れは生じないので自然冷却にて元の状態に戻る。また土自体も加熱されるがこれは根の過熱の補助ともなる。そして土の加熱は、建設当初から路盤や路床に混入していた種子の熱死作用となる。また誘電加熱は物自体が内部から熱を発するものである。地表から熱を照射して土中方向へ伝導させるものではないので、地表からの照射であっても、地表に近い位置も遠い位置も略均等に加熱し、熱死に必要な温度の確保は可能である。また熱死温度については、対象物の種類や、土中水分、照射時間などによって異なる。また照射強度によっても異なるもので一定することはできない。したがって全てのものを熱死させるのは作業効率と経費との兼ね合いになるが、一部の雑草について実験の結果を確認した。
【００２４】
なお根の深さは植物の種類や大きさで異なるが、熱死のためには深い位置にある先まで全て加熱する必要はない。植物の種類にもよるが、地表に近い根の元部分を加熱するのが最も効果的であり、この位置は地表から概ね数センチ〜１５センチまでであり、マイクロ波の作用距離に不足はない。３０センチとか５０センチとかの深い位置まで加熱なくても必要な効果は発揮できる。また照射有効距離を伸ばしたい場合は、電圧、周波数、振幅その他の調整でする。
【００２５】
誘電加熱浸透深さについて。物それぞれの分子構造により加熱のしやすさは異なる。一般的には「水」は高く、「陶器や石」「プラスチック」は低いので雑草は加熱しやすい。また周波数によってもいくらかの違いはあるので、目的物に対して最適な周波数とするとよい。浸透する距離については、発振周波数と強度、物それぞれの分子構造で異なるが、一般的には「水」は短く、「陶器や石」「プラスチック」は長くなるので、コンクリートブロックやアスファルト合材に隠れた位置にある根や茎も加熱は可能である。
【００２６】
図２参照。手押しで移動させる２輪車の例を示す。電源はコードにて外部から取る。操作スイッチ等はハンドルの上方に位置させている。照射部２は、地表との位置関係が見やすい位置におく。作業近くで発電機を回して電源としたり、配電コンセントから取ることとする。
【００２７】
図３参照。この場合の照射部２は、発振アンテナ又は発振アンテナを含むマグネトロンとし、人が片手で作業できる程度の小型軽量とする。操作制御部４は、始動と停止のスイッチ程度でよい。これらを本体と切り離して電線コードで繋ぎ全体として除草機の機能をなすものである。
【００２８】
図４参照。照射を必要最小限の部分に絞って面積や形状に無駄をなくして効率化するための、マスキング板７の例である。金属板に目的とする形や大きさの穴を設けて、これの上から照射するものである。このマスキング板７は、照射部と一体的に移動するものでも良いし、その都度手作業により適所に置いても良い。金属板は、マイクロ波を反射する形態と材質を使用する。
【００２９】
図５参照。本発明を使用する代表的な歩道現場の例で、長距離連続する場合が多い。ブロック９と舗装材１０の界面隙間１１は雑草が生えやすい。そして隙間であるがために引抜きは容易でなく、毎年定期的に刈り取りしているのが一般的である。本発明はこの界面隙間１１にそって地表からマイクロ波を照射し、土中の根や茎や種子を熱死させるものである。このためには照射部２を適当な位置におき安定して移動させる必要があるため、その構成について他の図で説明する。なお本図では除草機の本体の図示を省略している。
【００３０】
図６参照。照射長Ｌを大きくとり、照射幅Ｂを界面隙間の雑草に合わせて小さく取った場合の例である。マグネトロン１３は複数を直列配置して、照射の長さを多くしている。マゲネトロンのアンテナから出たマイクロ波は、導波管の中で反射しながら照射口へと進んで、狭く作られた出口からある程度の指向性を有して土中を進む。
【００３１】
照射長の大きさは移動速度について有利となる。仮に、マグネトロン一本の場合に、１０センチ／分の照射時間が必要とすると、照射長Ｌを１００センチとした場合は、進行速度が１０倍となり作業効率が向上する。また本図では複数のマグネトロンを一つの導波管でまとめているが、個々に独立したマグネトロンと導波管を直列に配置して一体的に扱えるものでもよい。
【００３２】
磁気の漏洩について。電子機器の全ては磁気を発生する。本機も例外ではないので、金網などを利用して無用な漏洩を抑えることとする。また作業者の被爆防止のために、下向の場合だけ作動するなどの安全対策もするとよい。
【００３３】
また本機を使用し、接着剤による接着部を過熱溶融して剥がす利用も可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
歩道や車道の端部、駐車場、公園、飛行場、プールサイド、畑や庭ほか除草剤の使用が困難であったり、引抜きがしにくい場所において安全で効果的に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】動力走行型電子除草機の概要図である。
【図２】手押走行型電子除草機の概要図である。
【図３】ハンディー型電子除草機の概要図である。
【図４】マスキング板の説明図である。
【図５】使用状況の説明図である。
【図６】長形照射口の概要図である。
【符号の説明】
【００３６】
１    電源部
２    照射部
３    電磁波製造部
４    操作制御部
５    移動装置部
６    車輪
７    マスキング板
８    範囲特定の穴
９    ブロック
１０  舗装材
１１  界面隙間
１２  導波管
１３  マグネトロン
１４  照射口
１５  温度センサー
Ｌ    照射長
Ｂ    照射幅
【図１】
2005110516.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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