JP7193817B2 - 水田用除草装置およびこれを用いた水田の除草方法並びに栽培作物の作成方法 - Google Patents

Description

本発明は、水田の除草技術に関する。

水田の泥を攪拌して泥幕を生じさせることにより、水面下の雑草の光合成を阻害して雑草の生育を防止または抑制するために、アイガモロボット等の水田用除草装置が開発されている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１６－５２２７６号公報

しかし、特許文献１記載の装置は、条間方向に依存せずに作物間を走行可能とされるものの、板状の水掻きを備えた車輪にて推進する構造なので、例えば浅瀬に乗り上げた場合、スタックし易いという問題がある。

特に、水田の水深が深い場合には水底の泥を攪拌できず、また、浅い場合には攪拌時の泥の抵抗が大きくなって水田用除草装置が進めなくなるという問題がある。そのため、水田の除草効果をより向上させる上で未だ改善の余地がある。

そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、水田の除草効果をより向上させ得る水田用除草技術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、本発明の一態様に係る水田用除草装置は、水に浮くフロートボディと、該フロートボディの下面から水中に張り出すスクリューと、を備え、前記フロートボディによって水に浮いた状態で、前記スクリューにより推進しつつ水田の水または泥を攪拌して泥を巻き上げ泥幕を生じさせ、その泥幕で水面下の雑草の光合成を阻害すること等により、雑草の生育を防止または抑制する水田用除草装置であって、当該水田用除草装置の喫水位置を上下させる喫水調整機構を備えることを特徴とする。

本発明の一態様に係る水田用除草装置によれば、水田用除草装置の喫水位置を上下可能な喫水調整機構を有するので、これにより、水田の水深に合わせて、水深に応じた適切な撹拌動作が可能となる。そのため、除草効果をより向上させることができる。

また、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る水田の除草方法は、本発明のうちのいずれか一の態様に係る水田用除草装置を用いて水田の除草をすることを特徴とする。
本発明の一態様に係る水田の除草方法によれば、本発明のうちのいずれか一の態様に係る水田用除草装置を用いて水田の除草をするので、水田の除草効果をより向上させることができる。

また、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る栽培作物の作成方法は、作物の苗が植えられ且つ水が張られた水田において栽培作物を作成する方法であって、本発明のうちのいずれか一の態様に係る水田用除草装置を稼働して除草をする除草工程を含むことを特徴とする。
本発明の一態様に係る栽培作物の作成方法によれば、本発明のうちのいずれか一の態様に係る水田用除草装置を稼働して除草をするので、水田の除草効果をより向上させることができる。

上述のように、本発明によれば、水田の除草効果をより向上させることができる。

本発明の一態様に係る水田用除草装置の第一実施形態を説明する斜視図であり、同図（ａ）は正面側の左側面上方から見た図、同図（ｂ）は（ａ）の太陽光パネルを取り外した状態の図、同図（ｃ）は（ｂ）を背面側の左側面上方から見た図である。 本発明の一態様に係る水田用除草装置の第一実施形態の説明図であり、同図（ａ）は平面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は底面図、（ｄ）は正面図、（ｅ）は背面図である。 本発明の一態様に係る水田用除草装置の第一実施形態を説明する分解斜視図であり、同図（ａ）は正面側の左側面上方から見た図、（ｂ）は背面側の左側面上方から見た図である。 本発明の一態様に係る水田用除草装置の第一実施形態を説明する構成ブロック図である。 第一実施形態に係る水田用除草装置のスクリュー推進機構を説明するための斜視断面図であり、同図では、要部を拡大して併せて図示している。 第一実施形態に係る水田用除草装置のスクリュー推進機構を説明するための斜視断面図であり、同図では、要部を拡大して併せて図示している。 第一実施形態に係る水田用除草装置のスクリュー推進機構におけるスクリューを説明する図であり、同図（ａ）は、スクリュー部分の拡大図、（ｂ）は、上下に分割された状態を示す斜視図である。 第一実施形態に係る水田用除草装置のスクリュー推進機構を説明する図であり、同図（ａ）は、底面部分の拡大図、（ｂ）は側面部分の拡大図である。 第一実施形態に係る水田用除草装置のスクリュー推進機構を説明するための要部の斜視図であり、同図では、チェーンカバーキャップをチェーンカバーから取り外した状態を示している。 第一実施形態に係る水田用除草装置のスクリュー推進機構を説明する底面図であり、同図（ａ）は一対のスクリュー相互を同相とした例、（ｂ）は一対のスクリュー相互を逆相とした例を示している。 制御基板のシングルボードコンピュータが実行する駆動機構制御処理（直進駆動制御）を説明するフローチャートである。 第一実施形態に係る水田用除草装置の機械室内の機器を冷却する冷却構造を説明するための要部の模式的断面図である。 第一本実施形態に係る水田用除草装置の機械室内の機器を冷却する冷却構造を説明する斜視図であり、同図では、機械室周囲の支持パネルを透視した状態のイメージで示している。 本発明の一態様に係る水田用除草装置の第一実施形態における喫水調整機構を説明する図（（ａ）～（ｅ））である。 本発明の一態様に係る水田用除草装置の第二実施形態の説明図であり、同図（ａ）は平面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は底面図、（ｄ）は正面図、（ｅ）は背面図である。 本発明の一態様に係る水田用除草装置の第二実施形態を説明する斜視図であり、同図（ｂ）は正面側の左側面上方から見た図、同図（ａ）は（ｂ）の太陽光パネルを取り外した状態の要部拡大図であって一部を破断して図示している。 第二実施形態の喫水調整機構を説明する図である。 第二実施形態の喫水調整機構による喫水位置の上下動作を説明する図（（ａ）、（ｂ））である。 第二実施形態の喫水調整機構の構成例および同構成例による喫水位置の上下動作を説明する図（（ａ）、（ｂ））である。 第二実施形態の喫水調整機構の構成例および同構成例による喫水位置の上下動作を説明する図（（ａ）、（ｂ））である。 第二実施形態の喫水調整機構の構成例および同構成例による喫水位置の上下動作を説明する図（（ａ）、（ｂ））である。 第二実施形態の喫水調整機構の構成例および同構成例による喫水位置の上下動作を説明する図（（ａ）、（ｂ））である。 第二実施形態の喫水調整機構の構成例および同構成例による喫水位置の上下動作を説明する図（（ａ）、（ｂ））である。 第二実施形態の喫水調整機構の構成例および同構成例による喫水位置の上下動作を説明する図（（ａ）、（ｂ））である。 第二実施形態での稲を倒すガード面を説明する図であり、同図（ａ）は底面図、（ｂ）はガード面が稲を倒す前の状態を示し、（ｃ）はガード面が稲を倒した後の状態を示している。 第二実施形態でのガード面周囲に設けたそり形状部の作用を説明する図である。 第一実施形態に係る水田用除草装置において、太陽光パネルの電力取り出し口を設けた変形例を示す模式的斜視図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。なお、図面は模式的なものである。そのため、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態に特定するものではない。

本実施形態の水田用除草装置は、例えば、代掻きから田植え後の１カ月程度の期間使用されるものであり、図１および図２に示すように、この水田用除草装置１００は、略矩形枠状のフロートボディ１０と、フロートボディ１０の上面に設けられた樹脂製のベース板２０と、ベース板２０の上方に、四隅のポスト２２を介して離隔配置された太陽光パネル８０と、ベース板２０の上面中央部に設けられた機械室３０と、機械室３０の下部に設けられたスクリュー推進機構４０と、ベース板２０の上面に設けられた、ＧＰＳ等の測位／方位センサ装置９０と、を備える。

図３および図４に示すように、機械室３０には、制御基板５０と、一対の駆動モータ４８Ｌ、４８Ｒと、バッテリ６０と、チャージコントローラ７０と、が必要な回線を介して接続された状態で配置されている。機械室３０の周囲は、４枚の支持パネル３２によって覆われており、内部が保護されている。

スクリュー推進機構４０は、図２（ｃ）に示すように、左右同一形状の一対のスクリュー４１Ｌ、４１Ｒを備えるとともに、図４および図５に示すように、一対のスクリュー４１Ｌ、４１Ｒを駆動する駆動機構を構成する、駆動モータ４８Ｌ、４８Ｒおよびチェーン４７Ｌ、４７Ｒとを備える。

各スクリュー４１Ｌ、４１Ｒは、図７に示すように、両端が回転自在に軸支された円筒状の本体部４２Ｌ、４２Ｒと、本体部４２Ｌ、４２Ｒの外周面に軸方向に離隔して螺旋状に突設された複数条のフィン４３と、を有する。一対のスクリュー４１Ｌ、４１Ｒ相互の本体部４２Ｌ、４２Ｒの軸線は、図８および図９に示すように、左右に相互の軸線を並行にして併設配置され、また、水中側に突設するように配置されている。

ここで、本実施形態の水田用除草装置１００は、図４に示すように、太陽光パネル８０で発電した電力により、左右一対のスクリューそれぞれの駆動モータ４８Ｌ、４８Ｒを回転させる。駆動モータ４８Ｌ、４８Ｒの回転は、上記チェーン４７Ｌ、４７Ｒを介して左右一対のスクリュー４１Ｌ、４１Ｒに伝達される。

水田用除草装置１００の進行方向は、制御基板５０に実装されたシングルボードコンピュータ（例えばＲａｓｐｂｅｒｒｙ Ｐｉ）から指令しており、その指令値は、測位／方位センサ装置９０で計測した水田用除草装置１００自身の位置、方向の情報からシングルボードコンピュータが演算している。

本実施形態の水田用除草装置１００は、測位／方位センサ装置９０で自身の位置情報を取得し、制御基板５０のシングルボードコンピュータは、水田の全面を移動するように航行制御する。本実施形態の水田用除草装置１００では、シングルボードコンピュータは、自身の現在位置等の動作情報を無線通信によって管理者のスマートフォン３００に通知する。

本実施形態の水田用除草装置１００では、予め、水田の４隅などの所定の位置情報（緯度／経度）を、シングルボードコンピュータが実行する所定の航行プログラムに入力しておくことで、水田用除草装置が圃場を満遍なく動くコースを自動航行可能に構成されている。

左右一対のスクリュー４１Ｌ、４１Ｒは、シングルボードコンピュータが実行する所定の航行プログラムに基づき、一対のスクリュー４１Ｌ、４１Ｒ相互の回転量制御および回転方向が制御され、これにより、本実施形態の水田用除草装置１００は、２個のスクリュー４１Ｌ、４１Ｒの回転量制御および回転方向制御により、直進、左右回転、後進が可能になっている。

以上説明したように、本実施形態の水田用除草装置１００は、太陽光パネル８０で発電し、水田に浮いて自動航行する。本実施形態の水田用除草装置１００によれば、フロートボディ１０によって浮いた状態で、一対のスクリュー４１Ｌ、４１Ｒにて推進するので、稲を避けなくても稲にダメージを与えずに航行できる。本実施形態の水田用除草装置１００は、水田に浮いていることで、電力消費量が少なく、電池容量を小さく抑えることができる。

以下、本実施形態の水田用除草装置１００に採用されている技術について、より詳しく説明する。

［技術１］ 水田用除草装置の駆動機構
第一実施形態の水田用除草装置１００は、上述のように、水上に位置する駆動モータ４８Ｌ、４８Ｒの回転を水中に位置するスクリュー４１Ｌ、４１Ｒにチェーン４７Ｌ、４７Ｒを介して伝達して推進する。
このような駆動機構において、回転軸に軸シール部を設けると、回転軸の軸シール部で駆動抵抗が発生する。また、長期に亘って使用しない場合、軸シール部のさび付き等で動かなくなるおそれがある。

これに対し、第一実施形態の水田用除草装置１００は、図５に示すように、水面下の回転部（スクリュー４１Ｌ、４１Ｒ）は、水上に位置する駆動モータ４８Ｌ、４８Ｒの回転をチェーン４７Ｌ、４７Ｒを介して水中に位置するスクリュー４１Ｌ、４１Ｒに伝達して推進するように構成されている。
そして、水面上回転部（駆動モータ４８Ｌ、４８Ｒ）に対しては、チェーン４７Ｌ、４７Ｒの部分を覆うように、筐体となるフロートボディ１０の外からの水はねを防ぐカバー４９がそれぞれ設けられている。

第一実施形態の水田用除草装置１００の駆動機構によれば、水上に位置する駆動モータ４８Ｌ、４８Ｒの回転を、チェーン４７Ｌ、４７Ｒを介して水中に位置するスクリュー４１Ｌ、４１Ｒに伝達して推進可能である。
そのため、水面下回転部（スクリュー４１Ｌ、４１Ｒ）には、電気部品を配置しないことにより軸シールが不要である。さらに、水面上回転部（駆動モータ４８Ｌ、４８Ｒ）には、フロートボディ１０の外からの水はねを防ぐカバー４９が設けられているので、回転軸の軸シールを不要とすることができる。

これにより、第一実施形態の水田用除草装置１００の駆動機構によれば、回転軸に軸シール部を設けていないので、軸シール部により駆動抵抗が生じることがない。そのため、駆動抵抗を低減できるとともに、長期に亘って使用しない場合であっても、軸シール部のさび付き等の懸念もないため、耐久性を向上させることができる。そのため、稼動効率をより向上させ、除草効果をより向上させることができる。また、メンテナンス労力を低減できる。

［技術２］ 水田用除草装置の駆動構造
第一実施形態の水田用除草装置１００は、図４および図５に示したように、駆動モータ４８Ｌ、４８Ｒの回転をチェーン４７Ｌ、４７Ｒを介してスクリュー４１Ｌ、４１Ｒに伝達する。チェーン駆動であると、チェーン４７Ｌ、４７Ｒに雑草などが絡まるので、チェーン４７Ｌ、４７Ｒを覆うチェーンカバー４５が必要となる。

しかし、チェーンカバー４５を単にチェーン４７Ｌ、４７Ｒを覆うように設けると、水や泥がチェーンカバー４５内に溜まって駆動抵抗が増し、稼動効率が低下するという問題がある。また、万一、チェーンカバー４５内にゴミが入った場合に、ゴミを取り除くのが困難という問題がある。

これに対し、第一実施形態の水田用除草装置１００は、駆動モータ４８Ｌ、４８Ｒの回転をチェーン４７Ｌ、４７Ｒを介してスクリュー４１Ｌ、４１Ｒに伝達する構造において、図３、図６および図９に示すように、チェーン４７Ｌ、４７Ｒを覆うチェーンカバー４５を備えている。
チェーンカバー４５には、チェーンカバー４５の下面に水抜きおよび泥抜き可能な穴４５ｈが設けられるとともに、チェーンカバーキャップ４６をねじで着脱可能にすることにより、図９に示すように、雑草などが詰まった際に取り除くことができる点検口Ｓが設けられている。

第一実施形態の水田用除草装置１００によれば、チェーンカバー４５の下面に水抜きおよび泥抜き可能な穴４５ｈを設けているので、チェーンカバー４５内への水や泥の溜まりによる駆動抵抗の上昇を防止または抑制できる。

さらに、第一実施形態の水田用除草装置１００によれば、チェーンカバーキャップ４６をねじで着脱可能に構成することにより、チェーン４７Ｌ、４７Ｒの点検口Ｓをチェーンカバー４５に設けているので、雑草などがチェーンカバー４５の内部に詰まった際に、これを取り除く時間を短縮できる。これにより、駆動抵抗低減の防止または抑制により稼動効率をより向上させ、除草効果をより向上させることができる。また、メンテナンス労力を低減できる。

［技術３］ 水田用除草装置のスクリュー推進機構
第一実施形態の水田用除草装置１００は、フロートボディ１０によって水に浮いた状態で水田に投入され、水中の一対のスクリュー４１Ｌ、４１Ｒにより推進する。ここで、各スクリュー４１Ｌ、４１Ｒを単に中実構造にすると、重量の増大により駆動時の回転抵抗が大きくなるという問題がある。

一方、スクリュー４１Ｌ、４１Ｒ内に空洞を設けた中空構造にすると、スクリュー４１Ｌ、４１Ｒの軽量化はできるものの、空洞内に水が浸入すると、左右のスクリュー４１Ｌ、４１Ｒ相互のバランスを崩して制御が困難になるおそれがある。そのため、更に、密閉するためのシール構造が必要になるという問題がある。

これに対し、第一実施形態の水田用除草装置１００は、図６および図７（ｂ）に示すように、各スクリュー４１Ｌ、４１Ｒ内に空洞を設けた中空構造とし、さらに、各スクリュー４１Ｌ、４１Ｒの空洞中に、図６に示す、空洞部分を満たすように円筒状の発泡材４４が挿入されている。

第一実施形態の水田用除草装置のスクリュー推進機構によれば、各スクリュー４１Ｌ、４１Ｒの空洞中に空洞部分を満たすように発泡材４４が挿入されているので、密閉するためのシール構造が不要であり、挿入されている発泡材４４により空洞内への水の浸入を防ぐことができる。

そして、このような発泡材４４を挿入したスクリュー推進機構であれば、シール構造と比較して廉価なので、製品のコストを低減できる上、制御不能（＝除草効果低下）のリスクをも低減できる。そのため、稼動効率をより向上させ、除草効果をより向上させることができる。また、製品コストを低減するとともに、制御不能となるリスクを低減できるので、メンテナンス労力を低減できる。

［技術４］ 水田用除草装置のスクリュー推進機構
第一実施形態の水田用除草装置１００は、水田に投入され、フロートボディ１０によって水に浮いた状態で水中の一対のスクリュー４１Ｌ、４１Ｒにより推進する。しかし、効率的に推進するためには、水や泥の抵抗を低減する必要がある。

これに対し、第一実施形態の水田用除草装置１００は、図７に示すように、本体部４２Ｌ、４２Ｒの表面に対して、各フィン４３の突設する高さＴを５～１０ｍｍ程度とすることで、泥に深く噛みこまず負荷を低減可能になっている。
また、第一実施形態の水田用除草装置１００では、フィン４３の数を複数条とすることで、負荷を分散して一部に負荷が集中することを回避している。さらに、第一実施形態の水田用除草装置１００では、フィン４３の数を偶数条（本実施形態では４条）とすることにより、形状を対称にして型数を半減している。

なお、図７（ａ）に示すように、スクリュー４１Ｌ、４１Ｒの本体部４２Ｌ、４２Ｒの支持部３９等の軸方向前後端に、そり形状部４１ｓをそれぞれ設けることにより、水／泥の抵抗をより低減するように構成することも好ましい。

また、スクリュー４１Ｌ、４１Ｒの本体部４２Ｌ、４２Ｒの外形形状は、円筒状に限定されず、中央部の直径に対し、両端部分の直径を小さくした太鼓ないし俵型形状にすることは好ましい。これにより、水ないし泥の抵抗を低減することができる。第一実施形態の水田用除草装置１００に、これらの構成を適宜組み合わせて、稼動効率をより向上させ、除草効果をより向上させることができる。また、コストを低減させることができる。

［技術５］ 水田用除草装置のスクリュー推進機構
水田用除草装置１００のスクリュー推進機構としては、図１０に示すように、左右同相（同図（ａ））または逆相（同図（ｂ））のスクリュー４１Ｌ、４１Ｒで推進するように構成できるところ、上述した図２（ｃ）、図８（ａ）にも示したように、第一実施形態の水田用除草装置１００では、一対のスクリュー４１Ｌ、４１Ｒは同相とされ、特に、本実施形態では、一対のスクリュー４１Ｌ、４１Ｒは同一形状とされている。
なお、ここでいう「同相」とは、本体部４２Ｌ、４２Ｒの外周面に螺旋状に突設されたフィン４３のリード捩じれ方向が同じ方向であることをいい、「逆相」とは、本体部４２Ｌ、４２Ｒの外周面に螺旋状に突設されたフィン４３のリード捩じれ方向が逆方向であることをいう。

ただし、一対のスクリュー４１Ｌ、４１Ｒを同相にて構成する場合、同じ回転数であると同じ方向の水流が強く発生するため、直進できずに、曲がってしまうという問題がある。これに対し、第一実施形態の水田用除草装置１００は、図１１に示す、制御基板５０のシングルボードコンピュータが実行する駆動機構制御処理により、左右一対のスクリュー４１Ｌ、４１Ｒが、相互の回転数に差を設けることで直進可能に構成されている。

つまり、図１１に示すように、駆動機構制御処理が実行されると、ステップＳ１に移行して、実験によって予め格納されているデータを参照し、直進するための回転数の差の制御値を把握し、続くステップＳ２に移行して制御値に応じた回転数差を設定し、その設定値に応じた出力制御によって一対のスクリュー４１Ｌ、４１Ｒを駆動する。

第一実施形態の水田用除草装置によれば、一対のスクリュー４１Ｌ、４１Ｒ相互を同一形状としたので、型費を削減（２個→１個）できる。また、左右のスクリュー４１Ｌ、４１Ｒが同じ方向に回転して進むので、浅瀬に乗り上げた場合は、横にスライドするように移動して浅瀬から脱出できる（逆相の場合は、横スライドせず、浅瀬を回避できない。）。これにより、浅瀬の回避が可能となり、除草効果を向上させることができる。

［技術６］ 水田用除草装置の冷却構造
第一実施形態の水田用除草装置１００は、水上に位置する駆動モータ４８Ｌ、４８Ｒの回転を、水中に位置するスクリュー４１Ｌ、４１Ｒに伝達して推進する。しかし、駆動モータ４８Ｌ、４８Ｒ、制御基板５０、バッテリー６０の消費電力による発熱で、駆動モータ４８Ｌ、４８Ｒ、制御基板５０、バッテリー６０の損失が増え、稼動効率が低下するという問題がある。発熱が過大な場合は、焼き付きなどの故障に至るおそれがある。

これに対し、第一実施形態の水田用除草装置１００は、図１２および図１３に示すように、駆動モータ４８Ｌ、４８Ｒ、制御基板５０、バッテリー６０からの熱をベース板２０に伝えるように、フロートボディ１０の上面に配置されたベース板２０をヒートシンクとしている。

そして、フロートボディ１０の上面に付設されてヒートシンクとして機能するベース板２０は、スクリュー４１Ｌ、４１Ｒで巻き上げた水によって、ベース板２０の裏面が冷却されるように配置されている。なお、図１２において、符号Ｗｏｕｔ，Ｗｉｎを付して示す矢印は、スクリュー４１Ｌ、４１Ｒで巻き上げた水の移動するイメージを示している。

ここで、第一実施形態の水田用除草装置１００の冷却構造において、駆動モータ４８Ｌ、４８Ｒ、制御基板５０、バッテリー６０に対して、直射日光が当たらないように太陽光パネル８０によって上部が覆われているので好適である。なお更に、駆動モータ４８Ｌ、４８Ｒ、制御基板５０、バッテリー６０に対して、直射日光が当たらないように外装カバーを設けることは好ましい。

第一実施形態の水田用除草装置１００の冷却構造によれば、フロートボディ１０の上面に付設されたヒートシンクとなるベース板２０は、スクリュー４１Ｌ、４１Ｒで巻き上げた水によって裏面が冷却されるように配置されているので、スクリュー４１Ｌ、４１Ｒで巻き上げた水で冷やされたベース板２０により、駆動モータ４８Ｌ、４８Ｒ、制御基板５０、バッテリー６０の冷却効率を上げることができる。
第一実施形態の水田用除草装置１００によれば、駆動モータ４８Ｌ、４８Ｒ、制御基板５０、バッテリー６０の冷却により損失を抑えて、稼動効率をより向上させることができる。これにより、除草効果をより向上させることができる。

［技術７］ 水田用除草装置の喫水調整機構
第一実施形態の水田用除草装置１００は、フロートボディ１０によって水に浮いた状態で推進する。しかし、水田の水深が深い場合には水底の泥を攪拌できず、浅い場合には攪拌時の泥の抵抗が大きくなって水田用除草装置１００が進めなくなるという問題がある。
これに対し、第一実施形態の水田用除草装置１００は、図１４に複数の例を示すように、水田の水深に合わせて水田用除草装置１００の喫水位置を上下可能な喫水調整機構を有する。

第一実施形態の水田用除草装置１００においては、スクリュー推進機構４０が、フロートボディ１０に対して、上下に相対的にスライド移動できる喫水調整機構を装備しており、フロートボディ１０とスクリュー４１Ｌ、４１Ｒとの相対高さ寸法を調整できる。相対高さ寸法の調整量としては、例えば５０～１５０ｍｍ程度あることが好ましい。

喫水調整機構の例として、例えば第一変形例としては、図１４（ａ）に示すように、フロートボディ１０の上面とベース板２０の下面との間に、喫水調整機構としてのスペーサ９２Ａを適宜に介装して、フロートボディ１０とスクリュー４１Ｌ、４１Ｒとの相対高さ寸法を調整することができる。

また、第二変形例として、同図（ｂ）に示すように、ベース板２０に装着されたねじ９２Ｂを喫水調整機構として用い、ねじ９２Ｂによる螺合の程度を変えることにより、ベース板２０の下面からのねじ９２Ｂのねじ部の張り出し量を調整して、フロートボディ１０とスクリュー４１Ｌ、４１Ｒとの相対高さ寸法を調整することができる。

また、第三変形例として、同図（ｃ）に示すように、棒ねじ９２ｎと、円環状のスペーサ９２ｓと、により喫水調整機構９２Ｃを構成して、ベース板２０に装着された棒ねじ９２ｎの螺合の程度や、スペーサ９２ｓの厚みや挿入枚数を変えることにより、フロートボディ１０とスクリュー４１Ｌ、４１Ｒとの相対高さ寸法を調整することができる。

また、第四変形例として、同図（ｄ）に示すように、フロートボディ１０の上面とベース板２０の下面との間に、円筒コイルばね等によるダンパ部材９２Ｄを介装することにより、フロートボディ１０とスクリュー４１Ｌ、４１Ｒとの相対高さ寸法を調整することができる。

また、第五変形例として、同図（ｅ）に示すように、段付きねじ９２Ｅを用いて、段付きねじ９２Ｅの段部に沿って上下方向でのスライド移動させる程度を変えることにより、フロートボディ１０とスクリュー４１Ｌ、４１Ｒとの相対高さ寸法を調整することができる。

喫水調整機構の他の構成としては、例えば、フロートボディ１０を空気の充填によって拡縮可能な構成とし、このフロートボディ１０に対して空気の充填量の増減による容量調整により、フロートボディ１０の浮力を調整することができる（第六変形例）。

また、例えば、フロートボディ１０を複数に分割された浮体の組によって構成し、その分割された浮体の装着数量の増減による調整により、水田用除草装置１００全体の浮力を調整することができる。よって、当該水田用除草装置１００の喫水位置を上下させることができる。これにより、第一実施形態の水田用除草装置１００によれば、除草効果をより向上させることができる（第七変形例）。

以下、上述した喫水調整機構の構成について、図１５～図２６に示す第二実施形態を例にしてより詳しく説明する。
なお、第二実施形態は、外観の意匠は相違するものの、基本的構成要件は共通する機種である。そのため、上述した第一実施形態と同様若しくは対応する構成については同一の符号を付すとともにその説明は適宜省略する。

図１５および図１６に示すように、第二実施形態の水田用除草装置１００では、フロートボディ１０は、平面視が略正方形状の意匠を採用しており、その中央部分にスクリュー推進機構４０が配置されている。

ここで、第二実施形態の水田用除草装置１００においても、上述した第一実施形態と同様若しくは対応する喫水調整機構が装備されているので、図１７および図１８に示すように、水深Ｗに応じた吃水Ｓの深さ調整（Ｓ１（最小）～Ｓ２（最大））が可能である。

第二実施形態の水田用除草装置１００における喫水調整機構では、上記第一実施形態の第一ないし第三変形例を適宜に組み合わせて喫水調整機構を構成した例を示す。
詳しくは、第二実施形態の水田用除草装置１００における喫水調整機構において、図１９に示す喫水調整機構９２Ｆでは、上記第一実施形態の第二および第三変形例を組み合わせる構成として、フロートボディ１０の上面に立設する棒ねじ９２ａと、この棒ねじ９２ａの軸線に沿って上下にスライド移動可能に係合するとともにスクリュー推進機構４０を支持する喫水調整板９２ｂと、棒ねじに対して喫水調整板９２ｂを所望に位置で固定するボルト・ナット９２ｃと、を有する。喫水調整機構９２Ｆによれば、およびボルト・ナット９２ｃの組の棒ねじ９２ａの軸線上での固定位置によって、喫水調整板９２ｂを上下することにより、フロートボディ１０とスクリュー推進機構４０との相対高さ寸法を調整する喫水調整機構を構成している。

また、図２０に示す喫水調整機構９２Ｇでは、上記第一実施形態の第一および第三変形例を組み合わせる構成として、喫水調整機構９２Ｆ同様の、棒ねじ９２ａと、喫水調整板９２ｂと、棒ねじ９２ａに挿通されるとともに、フロートボディ１０の上面と喫水調整板９２ｂの下面との間に介装されるスペーサ９２ｄを備える。この喫水調整機構９２Ｇでは、棒ねじ９２ａに挿通されるスペーサ９２ｄを厚さの異なるものと入れ替える。

つまり、同図（ａ）では相対的に厚いスペーサ９２ｄが介装され、同図（ｂ）では相対的に薄いスペーサ９２ｄが介装される。そして、ボルト９２ｃによって軸方向の拘束位置を保持することで、フロートボディ１０とスクリュー推進機構４０との相対高さ寸法を調整する喫水調整機構を構成している。

また、図２１に示す喫水調整機構９２Ｈでは、上記第一実施形態の第一変形例および第三変形例を組み合わせる構成として、棒ねじ９２ａに挿通されるスペーサ９２ｄの介装数を調整する例である。つまり、同図（ａ）では相対的に多い数（例えば三枚）のスペーサ９２ｄが介装され、同図（ｂ）では相対的に少ない数（例えば二枚）のスペーサ９２ｄが介装される。そして、ボルト９２ｃによって軸方向の拘束位置を保持することで、フロートボディ１０とスクリュー推進機構４０との相対高さ寸法を調整する喫水調整機構を構成している。

また、図２２に示す喫水調整機構９２Ｊでは、上記第一実施形態の第三変形例および第四変形例を組み合わせる構成として、棒ねじ９２ａに挿通される円筒コイルバネで構成されるダンパ部材９２ｅを、フロートボディ１０の上面と喫水調整板９２ｂの下面との間に介装している。そして、ボルト９２ｃによって軸方向の拘束位置を保持することで、フロートボディ１０とスクリュー推進機構４０との相対高さ寸法を調整可能な喫水調整機構を構成している。

さらに、フロートボディ１０の浮力を調整する例としては、図２３に示すように、空気の充填による容量調整が可能なフロートボディ１０を採用してもよい。同図の例では、例えば伸縮可能な蛇腹状のフロートを有し、空気の充填により蛇腹状フロートが伸長し（同図の符号Ｌ１）、空気を抜くことにより蛇腹状フロートが短縮する（同図の符号Ｌ２）。

このような構成であれば、フロートボディ１０に対する空気の充填による容量調整によりフロートボディの浮力を調整できる。これにより、フロートボディ１０とスクリュー推進機構４０との相対高さ寸法を調整する喫水調整機構を構成可能である。
また、図２４に示すように、フロートボディ１０は、複数に分割された浮体の組によって構成してもよい。同図の例では、フロートボディは、本体部１０と、本体部１０の端部に着脱可能な調整部１０Ｘと、によって構成されている。
複数に分割されたフロートボディ１０の装着数量を加減する調整により（同図の例では、調整部１０Ｘの着脱）、フロートボディ全体の浮力を調整することで、フロートボディ１０とスクリュー推進機構４０との相対高さ寸法を調整する喫水調整機構を構成できる。

［技術８］ 水田用除草装置のスクリュー推進機構
各実施形態の水田用除草装置１００は、水田に投入されて、水に浮いた状態で水中の一対のスクリュー４１Ｌ、４１Ｒにより推進する。その際、フロートボディ１０で水に浮いた状態で稲を避けずに一対のスクリュー４１Ｌ、４１Ｒで推進するので、稲をスクリュー４１Ｌ、４１Ｒで巻き込んでしまうと、収量が低下するおそれがある。

これに対し、第一実施形態の水田用除草装置１００は、図８に網掛け部分として示すように、一対のスクリュー４１Ｌ、４１Ｒの周囲に、稲を倒すためのガード面１０ｍを設けている。ガード面１０ｍは浮き機能を兼用している。
稲が倒れた状態でスクリュー４１Ｌ、４１Ｒの下を通過するように、ガード面１０ｍは、下記の領域に、少なくともその一部存在するように設けている（図８（ａ）に示す二点鎖線の領域）。

第一実施形態の水田用除草装置１００では、ガード面１０ｍ（図８の網掛け部分）を設定するに際し、スクリュー４１Ｌ、４１Ｒの左右側の幅ｔ１は、幅方向に０～１５０ｍｍの範囲に設けている。この例では、幅方向に１５０ｍｍを確保するように設定されている。

また、第一実施形態の水田用除草装置１００では、ガード面１０ｍを設定するに際し、スクリュー４１Ｌ、４１Ｒの前後側での幅ｔ２は、スクリュー４１Ｌ、４１Ｒの支持部端面から、前後方向に０～１５０ｍｍの範囲に設けている。この例では、前後方向に１５０ｍｍ以上となるように設定されている。

また、各実施形態の水田用除草装置１００では、ガード面１０ｍは、稲を倒しやすいように、ガード面１０ｍの周縁部に、フロートボディ１０の下方から上方に向けて拡幅するように形成された斜面からなるそり形状部１０ｓを設けている。

ここで、図２５（ａ）に示すように、第二実施形態の水田用除草装置１００では、フロートボディ１０は、平面視が略正方形状であり、その中央部分にスクリュー推進機構４０が配置されているので、スクリュー推進機構４０周囲のガード面１０ｍは、四方の幅がほぼ同一寸法とされている。これにより、同図（ｂ）～（ｃ）に示すように、第二実施形態の水田用除草装置１００においても、稲が倒れた状態でスクリュー４１Ｌ、４１Ｒの下を通過することができる。

また、図２６に示すように、第二実施形態の水田用除草装置１００においても、ガード面１０ｍの周縁部に、フロートボディ１０の下方から上方に向けて拡幅するように形成された斜面からなるそり形状部１０ｓを設ければ、水に浮いた状態で水中の一対のスクリュー４１Ｌ、４１Ｒにより推進する際、稲に傷を付けずに倒しやすい。

このように、各実施形態の水田用除草装置１００によれば、一対のスクリュー４１Ｌ、４１Ｒの周囲に、稲を倒すためのガード面１０ｍを設けているので、水に浮いた状態で稲を避けずに一対のスクリュー４１Ｌ、４１Ｒで推進しても、稲がスクリュー４１Ｌ、４１Ｒに巻き込まれることが防止され、これにより、米の収量を増加させることができる。

以上説明したように、各実施形態の水田用除草装置１００によれば、水田の除草効果をより向上させることができる。なお、本発明に係る水田用除草装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能であることは勿論である。

例えば、透明な外装カバーの中に太陽光パネル８０を配置してもよい。また、反射光を利用して発電効率を高めるように構成してもよい。

また、例えば、各実施形態の水田用除草装置１００は、田植え後、１か月程度は稼働するところ、稼働期間が１か月程度なので、残りの期間は水田用除草装置としての稼働はせずに利用できないという問題がある。
これに対し、図２７に示すように、太陽光パネル８０の電力取り出し口８２を設け、各実施形態の水田用除草装置１００の非稼働期間において、太陽光発電電源として利用する（例えば、露地やビニールハウスの環境モニタの電源に利用する等）ことは好ましい。このような構成であれば、コストを低減する上で好適である。

１０ フロートボディ
２０ ベース板（ヒートシンク）
２２ ポスト
３０ 機械室
３２ 支持パネル
４０ スクリュー推進機構
４１Ｌ、４１Ｒ スクリュー
４２Ｌ、４２Ｒ 本体部
４３ フィン
４４ 発泡材
４５ チェーンカバー
４６ チェーンカバーキャップ
４７Ｌ、４７Ｒ チェーン
４８Ｌ、４８Ｒ 駆動モータ
４９ カバー
５０ 制御基板（制御部）
６０ バッテリー
７０ チャージコントローラ
８０ 太陽光パネル
８２ 電力取り出し口
９０ 測位／方位センサ装置
９２Ａ～９２Ｊ 喫水調整機構
１００ 水田用除草装置
２００ 除草管理システム
３００ スマートフォン
Ｆ 圃場（水田）

Claims (8)

1. 水に浮くフロートボディと、該フロートボディの下面から水中に張り出すスクリューと、を備え、
   前記フロートボディによって水に浮いて前記スクリューの下端による喫水が水底に至らない状態で、前記スクリューにより推進しつつ水田の水を攪拌して泥を巻き上げ泥幕を生じさせ、その泥幕により雑草の生育を防止または抑制する水田用除草装置であって、
   当該水田用除草装置の喫水位置を上下させる喫水調整機構を備えることを特徴とする水田用除草装置。
2. 前記喫水調整機構は、前記フロートボディと前記スクリューとの相対高さ寸法を調整可能に構成されている請求項１に記載の水田用除草装置。
3. 前記喫水調整機構は、前記フロートボディに対する空気の充填による容量調整によりフロートボディの浮力を調整可能に構成されている請求項１または２に記載の水田用除草装置。
4. 前記フロートボディは、複数に分割された浮体の組によって構成されており、
   前記喫水調整機構は、前記複数に分割された浮体の装着数の増減によりフロートボディ全体の浮力を調整可能に構成されている請求項１～３のいずれか一項に記載の水田用除草装置。
5. 前記フロートボディは、前記スクリューを囲繞するように配置されることでスクリューの周囲に稲を倒すためのガード面を構成している請求項１～４のいずれか一項に記載の水田用除草装置。
6. 前記フロートボディは、前記ガード面の周縁部に、平面視において、当該フロートボディの下方から上方に向けて拡幅するように形成された斜面からなるそり形状部が設けられている請求項５に記載の水田用除草装置。
7. 請求項１～６のいずれか一項に記載の水田用除草装置を用いて水田の除草をすることを特徴とする水田の除草方法。
8. 作物の苗が植えられ且つ水が張られた水田において栽培作物を作成する方法であって、
   請求項１～６のいずれか一項に記載の水田用除草装置を稼働して除草をする除草工程を含むことを特徴とする栽培作物の作成方法。

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