(57)【要約】      （修正有） 【課題】刃の剛性、刃先の貫入力及び優れた除草の品質を確保し、作業者の労力が少なくて済む鍬を提供する。【解決手段】着脱自由な１つあるいは複数個のウエイトを付加することによって鍬の重量を調整し、付加したウエイトの位置、重量を変えることによって鍬の地面との接地圧のバランスを変えた。鍬本体又は鍬の柄に固定されたウエイト止まり棒を有する。【選択図】図３
0003152323.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
着脱自由な１つあるいは複数個のウエイトを付加することによって鍬の重量を調整し、付加したウエイトの位置、重量を変えることによって鍬の地面との接地圧のバランスを変え、ウエイトの慣性力による刃先力うることを可能とする当該ウエイトを有する鍬。
【請求項２】
鍬本体に固定されたウエイト止まり棒を有する請求項１の鍬。
【請求項３】
鍬本体に接合された柄固定用金具に固定されたウエイト止まり棒を有する請求項１の鍬。
【請求項４】
鍬の柄に固定されたウエイト止まり棒を有する請求項１の鍬。
【請求項５】
長柄にウエイトの穴を通してウエイトを取り付けた請求項１の鍬。
【請求項６】
重量調整式鍬に使用するウエイトであって、その軸方向にウエイトとまり棒用の通し穴を有する中実筒形状のウエイト。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
多機能の鍬において、3次元鍬（すべての刃が1平面上にない鍬とする）および2次元鍬（すべての刃が1平面上にある鍬とする）の主たる作業、草取り土削りや土上げ、溝きりなどの作業を、着脱可能なウエイトにより最大限に重力に仕事をさせるようにする。これによって、作業者の労力を軽減し体の疲労の蓄積を最小限にして、特に高齢者の作業寿命を延ばすことを可能にする。
【背景技術】
【０００２】
近年、腰痛に関する最先端研究によって、前かがみのときに椎間板に従来予想もされなかった大きな力、体重の３倍以上の力が作用することが定量的に示されるようになった。過酷な作業を続けていると、椎間板は無くなり一生涯障害となりかねないという警告がなされている。腰痛の起源が人類の農耕の始まりにあるということである。農業において草取りは重要な作業の一つである。草取りは前かがみや膝曲げの姿勢を長時間強いる。
従来、草取りには避けては通れない前かがみ・膝曲げの心労さは感覚的で仕方ないもの、忍耐あるのみとしか捉えられなかったが、上述のような最先端研究の知見によって、そういう受身的消極的ではいられなくなったということである。
従来、鍬は持ちあげ・打ちおろしの繰り返し作業となるために、作業機能に支障の無い限りにおいて、軽量化が計られてきた。鍬の基本動作は、持ち上げるか摺動するかして、少し前方（反人側）に反動をつけて、その反動で体に蓄えた力でもって、後方（人側）にすばやく動かして刃先の力で地表面を掘り・削り取るものである。力学的には、人体のバネ力を蓄え、放出して仕事をすることになる。
このために、鍬の必要な剛性と地表面を削入する時の合理的、効率的な速度（慣性力）を確保し、繰り返し動作による人体の疲労などから、経験則的に鍬の重量は１ｋｇ前後のものが市販されている。
また、特許や実用新案で種々の多機能の鍬が出願されているが、それらの3次元鍬（前出）や2次元鍬（前出）においても、基本動作は従来と同じである。
鍬の主要な機能の一つが地表面の土削りによる草取り（地表面の削りによる草の削り取りや草の根ごみの掘り起こし）である。
一般に草は地表面で切断されることによって、地下茎以外の草は致命的に成長エネルギーを削がれるものである。特に、スギナなどの地下茎以外の草であれば、残った根から茎が再生されることはほとんど無い。これは実験結果から言えることである。したがって、家庭菜園の経験のある人なら、除草というものは草の先取り（できるだけ草が小さいうちに地表面の削りにより草を削り取る）が正解であって、草の後追い（草が十分成長してからの、地表面の削りによる草の削り取りや草の根ごみの掘り起こし）は労多く、是非とも避けるべきことを痛いほど知っているところである。
草の先取りを可能にする重要な要素の一つが操作性（軽量であること）がよく除草能力（地表面削りと根ぼり機能）と除草の品質（必要な除草の間隔を出来るだけ長く先送りできる）にすぐれ、作業者の労力が極力少なくてすむような鍬をも
つことである。
除草の品質を確保することは耕作者にとって重要なことである。能率的な高品質の除草が出来るかどうかが多分に永続的な耕作ができるかどうかを左右する。除草においては、まだ取っていない草の土被りをさけるために、すでに取ったところから、まだ取っていない前方（反人側）に向かってとっていくのであるが、従来の鍬では、既に終わった草の削り取りや根堀が完全ではなく残ったものがあって、これに後から削った前方の土がかぶさって、結局とったつもりの草が土を被っただけの状態から再生して草ぼうぼうの田畑となりがちである。これは草の削り取りや根堀が前面にわたっていなく深度も十分でなく、結果的に草の地表面での削り切や根堀が完全に行えていないことによる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０００−１２５６１０
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の鍬の課題を列挙する。
従来の課題１：
鍬の操作性のため、従来の鍬は１ｋｇ前後のものが市販されている。このような鍬の軽量化に対し、削りの深度を極力深くするために、第一の除草機能としての草の地表面削りと根ごみ堀りに必要な刃の剛性を草や土の状況に応じて確保する必要がある。
従来の課題２：
第二の除草機能としての草の地表面削りと根ごみ堀りに必要な刃先の貫入力（鍬の慣性力による）を、草や土の状況に応じて確保する必要がある。
従来の課題３：
すぐれた除草の品質を確保する。
除草の品質を確保のためには、鍬を当てて除草したところは、地中で草の茎を完全にきるか、あるいはほとんど土をつけずに根ごみ掘りきることが必要である。
さらに、地中の茎で切り取った草や根ごみ掘りきった草をそのまま放置できることである。
従来の課題４：
作業者の労力が極力少なくて済むようにする。
作業者の労力が極力少なくするためには、とりわけ、腰曲げと膝折の姿勢を極力少なくしなければならない。腰曲げと膝折の姿勢はまず作業者の体力を消耗させる。さらに、腰曲げと膝折は腰と膝に疲労の蓄積を強いるため、作業者は腰痛や膝痛の症候群となる。若さや健康であることで力まかせに腰曲げと膝折作業をしていると後日かならず腰痛や膝痛でしっぺ返しを受ける。そのときは遅い。これは上述の最先端研究の知見が示すところである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題１，２，３、４を解決するための手段を下記のような本提案の鍬のコンセプトで解決する。
コンセプト（０）：鍬を軽量にして、鍬の摺動あるいは鍬の持ち上げ・振り下ろしを除草作業の主要動作とする従来の考えとは逆に発想の転換をして、出たてのやわらかい草に対し、摺動を主動作にして除草が可能なように工夫された鍬がその軽重量で最適に対応できる場合を除いて、ウエイトを付加することで鍬を重たくして除草作業を行うというのが以下のコンセプト（１）（２）（３）（４）の前提である。
コンセプト（１）：鍬本体の鋼板の板厚範囲を１〜５ｍｍとしこれに鍬本体の形状種別、2次元鍬あるいは3次元鍬を組み合わせて、草や土の状況に応じて必要な刃の剛性を草の状況に合わせて確保することができる。これによって課題１が解決される。
コンセプト（２）：鍬に着脱可能な重量を付加することによって草の地表面削りと根ごみ堀りに必要な刃先の削り力および貫入力（慣性力による）を確保する。これによって課題２が解決される。
コンセプト（３）：除草したところの草は完全に地中で草を切断するか、根ごみ堀りする。これによって課題３が解決される。
コンセプト（４）：作業の基本姿勢として腰曲げと膝曲げをしない。また通常作業は鍬の持ち上げはしない。鍬は地表面を反復摺動動作のみで草削りをしながら、作業者は横方向へ足を送りながら移動していくことになる。草がでかかった場合で鍬の摺動反復動作のための腕の伸縮の反復が摺動抵抗に負担を感じ無い場合以外は、柄を握っている左右の手を伸縮せずに、腰に当てたまま両足を固定点として、腰の摺動向き前後運動を基本とする。時に、反復摺動動作において、鍬先を浮かして小距離戻し移動することも必要になるが、前側の足の膝を梃子の支点にして柄先の握り手による小さな押さえ力で浮かすことができる。摺動動作は従来に比較して多分に静的なものとなる。単位当りのエネルギーの消費量は激減し、したがってこれに比例して疲労感も激減する。この疲労感の激減を定量的に言うのはむずかしいが、たとえば日差しや風からの頭・顔の保護を十分にしておけば、数時間の除草をやっても他のデスクワークになんら支障をきたさないといえば、その効果がイメージできるのではなかろうか。これによって課題４が解決される。
コンセプト（３）（４）については更なる説明を加えることにする。
コンセプト（３）は課題３のすぐれた除草の品質を確保するためである。５ｃｍ程度以下の密生した草の場合、面的に満遍なく地表から少なくとも０〜５ｃｍ程度の深度で根あるいは地中の茎を削りきることが必要になる。また、それ以上に独立して強力な根を張って構えている草は極力土をつけずに根ごみ掘り切る必要がある。コンセプト（１）によって１〜５ｍｍ本体の鋼板と鍬本体の形状、2次元鍬あるいは3次元鍬を組み合わせて、草や土の状況に応じて必要な刃の剛性を確保することと、コンセプト（２）によって鍬に着脱可能な重量を付加することによって得られる慣性力から伝えられる刃先力とによってコンセプト（３）によって草は完全に地中で草を切断するか、根ごみ堀りすることが実現できる。これは則課題３の解決となる。さらに、コンセプト（３）によって除草したところの草は完全に地中で草を切断するか、根ごみ堀りすることができることによって、これらの草はそのまま放置できるようになる。これは、本案の特筆すべき効果の一つである。地中の茎で切り取った草や根ごみ掘りきった草は極端にその成長力がそがれる。雨中や雨後の根ごみ掘りの場合、その後の天候次第では草は再生するものもあるが、再度の草取りでは部分的草削りで対応できるほど数段楽になる。再度の草取りでは前回とった底の切れた草混じりの土の塊を摺動のストローク分スローモーで移動すれば済むことになる。このような過程の中で天気のいい日を経て草は枯れて肥料となってなくなる。つまり完全に切断あるいは根ごみ堀りの草がそのまま放置することができることになる。
また、コンセプト（４）は課題４の作業者の労力が極力少なくて済むようにできるようにするためである。
従来の鍬の摺動を除草作業の主要動作とすることが可能なように工夫された鍬でも、軽量化された１ｋｇ以下の鍬では、地表面の草を３ｃｍ程度の深さで削り切るために、土の削り抵抗と草の切断抵抗に打ち勝つ鍬の刃先の力を、鍬の慣性力によって得るためには鍬を地面に押し付けながら鋭く引きつける瞬発力が必要になる。この瞬発力の大きさは土の固さや草の切れにくさに左右される。それ次第では、摺動は同じ場所で複数回繰り返しが必要となったり、草を引ききる方向を反対にするとかいったことが必要になる。この瞬発力が摺動運動の１往復ごとに要求され、作業者を疲労に至らしめる。これではコンセプト（４）はもちろんのことコンセプト（３）の実現からはほど遠いものとなる。
これに対し本提案の鍬では、まずウエイトによる鍬の重量増しにより、人手による押し付けが要らなくなる。適切なウエイトの重量を選べば、鍬を摺動できさえすれば完全除草のための深度は確保される。先に述べたように、摺動動作は、長柄を握っている左右の手を伸縮せずに、腰に当てたまま両足裏を固定点として、腰の摺動向き前後運動によることを基本とする。
通常、地中で草の茎や根を切断するのに基本的に瞬発力は要らないということ、またごつい根の草の場合でもまた強力な根を張って構えている草群の場合でも腰の摺動向き前後運動による慣性力で十分間に合うということであり、息を切らすような特別の瞬発力は要らないということである。すなわち、本案の鍬による草取りは従来の草取りに比べれば、動作はずっとスローモーになるということである。
これによって作業者はウォーキング程度の運動量、疲労感でもって除草作業を持続可能的に行うことができるようになる。無理の無い腰の摺動向き前後運動のストロークは通常は約３０ｃｍである。しかし、先に３０ｃｍありきではなく、草や土の固さに応じて呼気で無理なく摺動できる距離ということである。
この際、疲労を少なくするためには、摺動の１サイクルを呼気で鍬を始動し始め・フォローし３０ｃｍ程度のストロークを除草し、吸気で同じストロークを戻すという原則を守ることである。呼気で力を発揮し、吸気で力を蓄えるというのは自然の理にかなっている。
たとえば、野球のピッチャーはまずテイクバックからボールのリリースポイントまで吸気しながら体のバネ力を蓄える。次に、ボールをリリースする瞬間において呼気を一気に排出し持てる瞬発力をボールに載せる。後は体のバランスを取りながら流し動作となり、呼気の終わりとともに一連の投球動作を終わる。
同様に、ガソリンエンジンやジェットエンジンなども吸気・圧縮でエネルギーを蓄え燃料の燃焼で全エネルギーを放出するが、鍬の反復摺動もこれと同じメカニズムというわけある。
本提案の摺動による除草は、草の地表面削りあるいは根ごみ堀りを、呼気で鍬に力をこめ、３０ｃｍ程度のストロークひきつけて行い、吸気で鍬の作業幅だけ横にずらした位置に押し戻すことになるから、全体の除草方向は横方向移動が基本となる。すなわち、除草は人と鍬の直線上で約３０ｃｍのストロークで１サイクル毎に約鍬の作業巾だけ横にずらして行くことになる。この横方向へのずらし作業が一巡した状態では、３０ｃｍの草の引ききりストロークの終端には削除した草混じりの一直線の盛り土のラインが出来上がる。次ぎの２順目の除草は１順目の除草の方向とは逆、すなわち一巡目にできた盛り土のラインが草の引ききりストロークの始まり位置になるようにすることがポイントである。これは、１順目にできた盛り土を２順目の除草で持ちまわり移動の必要がなくなることと、切断されずに土を被った草を完全に切断してしまうことを保障するためである。
このようにコンセプト（０）（１）（２）（３）（４）によって課題１の必要な刃の剛性を確保し、課題２の草の切断に必要な刃先力を確保し、課題３のすぐれた除草の品質の確保を可能にし、しかも課題４の作業者の労力が極力少なくし、作業者を腰痛・ひざ痛症候群から解放することが出来る。
【考案の効果】
【０００６】
まず、本案の鍬による能率を示すことによって効果を示す。
能率算定の前提条件は次ぎのとおりとする。
鍬の有効幅：２０ｃｍ
１往復の片道ストローク：３０ｃｍ
１往復に要する時間：２秒とする。
呼吸の分あたり回数：３０回（人の呼吸回数：２０〜３０回／分）
以上の前提条件で計算を行う。
１往復あたり削り面積＝０．２ｘ０．３＝０．０６ｍ２
１分間あたり削り面積＝０．０６ｘ（６０÷２）＝１．８ｍ２
１時間あたり削り面積＝１．８ｘ６０＝１０８ｍ２
あるいは  〃        ＝１０８÷３．３＝３３坪
結局、１分間３０回の呼吸に合わせると、１時間当りの削り面積は１０８ｍ２あるいは３３坪となる。１分間２０回の呼吸に合わせると、１時間当りの削り面積は７２ｍ２あるいは２２坪となる。
この草削り１時間はネットであるから、実際の削り時間はこれに効率を
加味したものとなる。            
例えば、家庭菜園の場合区画の単位が３０ｍ２とか５０ｍ２であるから、効率を加味しても、１時間以内で十分品質の良い除草が、ウォーキング程度の疲労度で出来るというわけである。
上述したように、本提案の摺動による除草は、草の地表面削りと根ごみ堀りを呼気で鍬に力をこめ、３０ｃｍ程度のストロークひきつけて行い、吸気で鍬の作業幅だけ横にずらした位置に押し戻すことになるから、全体の除草方向は横方向が基本となる。すなわち、除草は人と鍬の直線上で約３０ｃｍのストロークで１サイクル毎に約鍬の作業巾だけ横にずらして行くことが基本となる。
この手順は草の状況にかかわらず有効である。たとえば、冬越しの密生した雑草は、芝をはぐような様相になる。この場合は１巡目の地表面削りにストロークは３０ｃｍ以下で根群の土混じりプレートの端だけをめくりかえすだけとなるかもしれない。２順目では逆方向からこの土混じりプレートと一緒に新たに根群を削ることになる。１順目でも２順目でも鍬の切り裂き部（図３参照）を多分に活用することになる。反復摺動動作はますますスローモーとなる。作業時間も上記算定時間の５倍〜１０倍となるかも知れない。しかし、単位当りのエネルギーの消費量は激減し、これに比例して疲労感も激減する。先に、疲労感の激減をイメージするに、日差しや風からの頭・顔の保護を十分にしておけば、数時間の除草をやってもデスクワークなどルーチンワークにはなんら支障をきたさない、すなわち何のダメージも受けないと言ったが、反復摺動を呼吸とあわせることによってからだの新陳代謝を促し、体力の回復が同時進行で行われているのではなかろうかと考えられるのである。さらにいえば、横に移動しながらの体操の足ふみ運動に相当するものではなかろうか。
したがって、適当に作業を数時間単位に小分けすれば、心労なしに草取りを完遂することができる。
このときほど、草の後とりとなったことが悔やまれ、草の先取りの重要性を痛感することとなる。
次に、ＮＨＫスペシャル「病の起源（３）腰痛  ２００８．１０．１０  総合にて放映、以下、同ＮＨＫスペシャルと略記。」で、腰痛が人類の農耕の起源とともに始まることや前かがみの時などに椎間板に作用する力などの腰痛の原因を示唆するデータが示された。ここではこれらのデータにより、農耕作業の前かがみ（腰曲げ）によって人の椎間板が受ける応力が如何に厳しいものであるかを示す。これは草取りにおけるこの前かがみを解放できる本案の効果を強調することに資するものである。
（１）  検討結果の総括
後述するように、体重７２ｋｇの人の椎間板に生じる応力は、
静かにまっすぐ立った場合：３．５ｋｇ／ｃｍ２、
まっすぐ立って歩いた場合：４．６ｋｇ／ｃｍ２（幅値の最大）
前かがみの場合          ：３０．０ｋｇ／ｃｍ２
同ＮＨＫスペシャルには、このような応力の許容値に対する示唆が示されている。
アフリカ  タンザニアの狩猟採集民族ハザの人々が１日平均２８ｋｍを駆け回る生活なのに彼ら調査の４０名全員が腰痛ということを知らない。また、調査の長距離選手４名全員に椎間板の劣化が見られなかった。歩いたり、走ったりすることで、椎間板に周期的な負荷が加わる刺激によって椎間板のコラーゲンなどが新しく作られ劣化しにくくなる。歩き、走りは椎間板の新陳代謝に効果がある負荷である、と考えられている。
さて、まっすぐ立って歩いた場合の上記応力をこれに当てはめると、（４．６―３．５）／３．５＝０．３、すなわち静かにまっすぐ立った場合の体重による負荷の最大３０％の付加が椎間板の劣化を防いで、人を腰痛から守ってくれると上記最先端の研究はいっているわけである。
同様に、前かがみの場合の応力を同じ土俵に乗せてみることにする。（３０―３．５）／３．５＝７．６で、すなわち体重による負荷の７６０％が椎間板に付加されることになる。後述（２）にしめした応力計算のための設定諸値は少々精度を欠くにせよ、７６０％は大きすぎる。実生活ではさらに、ものの持ち運びの負荷が加わる。
人には職業柄、前かがみの時間が多い人もあれば短い人もある。しかし、はっきり共通していえることは、一回の前かがみの時間を短くする。日毎の前かがみのトータル時間を平均化する。持ち運びの負荷は出来るだけ小分けする、荷を持ち上げるときには腰を降ろして荷を膝に乗せてから持ち上げる、状況が許す限り一人で気張らずに二人で持つようにするなどしてピーク応力を下げる。歩き、できたら走って、痛んだコラーゲンの再生にこころがけることが大切ということになる。さらに積極的に後ろそりの体操やストレッチなどを取り入れていくことも効果のあることであろう。前かがみによって椎間板の前側が圧縮されたコラーゲンを、後ろそりによって引っ張ってあげるということになることはコラーゲンにとっていいことに違いない。従来の心労な草取りとかラジオ体操が健康にいいとかいった感覚的なものに、科学的なデータが示されることによってそれらの重要性を再認識できるようになるということである。
椎間板ヘルニアなど診断のつく腰痛は腰痛全体の僅か１５％、残り８５％は非特異腰痛といわれるもので、腰痛の原因が腰にあることは明らかであるが、どこから来ているかは分からない腰痛である。周知のびっくり腰も非特異腰痛の由。
このように腰痛に関する知見が乏しいがゆえに、得られた科学的データはせいぜい最大限に活用していく必要がある。腰痛症候群から脱出する手がかりがここにある。
何よりも大事なことは、われわれは生業でもスポーツでも思った以上に椎間板をいためていることが多い。これは多分に腰痛症候群への道を進んでいるということである。ただ心労だといった感覚的な面からだけでなく上述のような科学的な知見を絶えず意識して、腰痛症候群への道を進まないようにしたいものである。
この意味において、本案の鍬は畑の草取りという狭い分野であるが、本案の鍬による草取りにより、腰痛症候群からは是非脱出していただきたいと願うものである。
（２）詳細検討
さて、同ＮＨＫスペシャルには次のような腰椎に作用する特筆すべき力のデータと人の骨格模型が示されている。これを使って、椎間板コラーゲンの劣化を引き起こす作用応力を推定するのが本項の目的である。
（イ）同ＮＨＫスペシャルの提示データ；
体重：７２ｋｇ、通常の直立姿勢で椎間板にかかる力：６６ｋｇ、前かがみの姿勢で椎間板にかかる力：２３５ｋｇである。
（ロ）  諸元値の設定手順；
まず、図１において、３０：同ＮＨＫスペシャルで示された被験者模型の各部の輪郭をトレースしたもの、３１：腰上体重の作用線、３２：椎間板のセンターの応力の注目点１と背筋のセンターの力の注目点２との距離、３３：背筋のセンターの力の注目点２（以下、背筋の力の注目点２と略記）、３４：椎間板のセンターの応力の注目点１（以下、椎間板の応力の注目点１と略記）、３５：椎間板、３６：背筋、３７：背筋の力の注目点２と腰上体重の作用線までの距離、３８：上記模型の前かがみ状況を示す被験者の全体図、３９：背筋の力の注目点２および椎間板の応力の注目点１における、背筋および椎間板の水平角度。
さて、図１において、模型の椎間板の人の前後方向の寸法は６．５ｍｍである。
次に、図２は一般に病院などで示される人の椎間板周辺の説明図である。図２において、４０：椎間板・その周辺の断面図、４１：椎間板断面積等値楕円長径（人の左右方向の寸法）４２：椎間板断面積等値楕円短径（人の前後方向の寸法）４３：神経、４４：脊柱管、４５：椎間板、４６：椎間板の人の前後方向の寸法、４７：椎間板の断面積がほぼひとしくなるような楕円。
ここでは、上記図１における大人の模型の椎間板の人前後寸法６．５ｍｍに相当する図２の大人の椎間板の寸法を４５ｍｍとする。４５÷６．５＝６．９となり、図１の諸寸法を６．９倍したものが模型に対する元の大人の諸寸法とみなすことが出来よう。
次に、その応力の計算に必要な椎間板の形状を図２の椎間板の断面積がほぼひとしくなるような楕円（図２に同時に表示）で近似することとする。すなわち、長径５２ｍｍ、短径４６ｍｍである。
（ハ）寸法および外力値の設定；上記設定手順にしたがって、計算に必要な諸寸法を示す。
図１において、
腰上体重  ６６ｋｇ（通常の直立姿勢で椎間板にかかる力と想定した）  
椎間板と背筋の中心間隔  ０．７５x６．９＝５．２ｃｍ
椎間板の注目点から腰上体重の作用線までの距離  ６x６．９＝４１．４ｃｍ
図２において、
椎間板断面積等値楕円長径（人の左右方向寸法）５．２ｃｍ  
椎間板断面積等値楕円短径（人の前後方向寸法）４．６ｃｍ  
椎間板断面の諸元値；上記設定値に基づいて椎間板の断面積、断面係数を算定する。
椎間板の断面積  （π／４）ｘ
短径ｘ 長径＝（３．１４／４）ｘ４．６ｘ５．２＝１８．８ｃｍ２
椎間板の断面係数  （π／４）ｘ（短径）２  ｘ
長径＝（３．１４／４）ｘ
４．６２ｘ５．２＝８６．４ｃｍ３
前かがみ時の椎間板に作用する断面力の計算；
背筋の力の注目点２のモーメントの釣り合い  −５．２ｘ２３５−応力の注目
点１の曲げモーメント＋４１．４ｘ６６＝０  より
椎間板の応力の注目点１の曲げモーメント  １５１６．３ｋｇ・ｃｍ
椎間板応力の注目点１の軸力            ２３５ｋｇ
なお、背筋に作用する引っ張り力は、図１において椎間板応力の注目点１および背筋の力の注目点２における接線の水平角度を２６°として、
（椎間板の軸圧縮力―背筋の引っ張り力）sin２６°＝腰上体重、したがって
（２３５−背筋の引っ張り力）ｘ  ０．４３８＝６６  
背筋の引っ張り力＝８４．３ｋｇ
（ニ）腰曲げの場合の椎間板に作用する縁応力の計算；
（椎間板の応力の注目点１の軸力／椎間板の断面積）＋（椎間板の応力の
注目点１の曲げモーメント／椎間板の断面係数）＝（２３５／１８．８）
＋１５１６．３／８６．４）＝１２．５＋１７．５＝３０．０ｋｇ／ｃｍ２
（ホ）まっすぐ立った場合の椎間板に作用する縁応力の計算；
（椎間板の応力の注目点１の軸力／椎間板の断面積）＝６６／１８．８＝３．５ｋｇ／ｃｍ２
（ヘ）まっすぐ立って歩いた場合の椎間板に作用する縁応力の計算；
（ドイツの学者によれば、まっすぐ立って歩いた場合の椎間板に作用する力は７０ｋｇ〜８６ｋｇとある。したがってまっすぐ立って静止している場合の６６ｋｇに対する衝撃係数は１．０６〜１．３０である。）したがって、
（椎間板の応力の注目点１の軸力／椎間板の断面積）＝（７０〜８６／１８．８
＝３．７〜４．６ｋｇ／ｃｍ２
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】ＮＨＫスペシャル「病の起源（３）腰痛  ２００８．１０．１０  総合にて放映」で示された被験者模型の各部の輪郭をトレースしたもの
【図２】一般に病院などで示される人の椎間板周辺の説明図である。
【図３】本案の請求項２に示す鍬本体に固定されたウエイト止まり棒を有する鍬の作業状況の１例を示す。
【図４】ウエイトをウエイト止まり棒の所定の位置に止まらせるための部品の一例を示す。
【図５】図３の鍬を柄の周りに９０度右回転をした状態での作業状況を示す。
【図６】本案の請求項３に示す鍬本体に接合された柄固定用金具に固定されたウエイト止まり棒を有する鍬の作業状況の１例を示す。
【図７】本案の請求項４に示す鍬の柄に固定されたウエイト止まり棒を有する鍬の作業状況の１例を示す。
【図８】本案の請求項５に示す長柄に直接着脱可能なウエイトを通して取り付けた鍬の作業状況の１例を示す。
【図９】本案の請求項６に示す、軸方向にウエイトとまり棒の通し穴を有する中実筒形状のウエイトの一例として中実４角形柱を示す。
【考案を実施するための最良の形態】
【０００８】
請求項１との関連でのべる。
着脱自由な１つあるいは複数個のウエイトを付加することによって鍬の重量を調整し、付加したウエイトの位置、重量を変えることによって鍬の地面との接地圧のバランスを変えることを可能とする当該ウエイトを有する鍬による。
請求項２との関連でのべる。
鍬本体に固定されたウエイト止まり棒を有する請求項１の鍬による。
請求項３との関連でのべる。
鍬に接合された柄差込用金具に固定されたウエイト止まり棒を有する請求項１の鍬による。
請求項４との関連でのべる。
鍬の長柄に固定されたウエイト止まり棒を有する請求項１の鍬による。
請求項５との関連でのべる。
鍬の長柄にウエイトの穴を通してウエイトを取り付けた請求項１の鍬による。
請求項６との関連でのべる。
重量調整式鍬に使用するウエイトであって、その軸方向にウエイトとまり棒用の通し穴を有する中実筒形状の請求項１の鍬による。
【実施例】
【０００９】
以下、添付図面にしたがって、実施例を説明する。
まず、請求項１の実施例を述べる。
図３は本案の請求項２に示す鍬本体に固定されたウエイト止まり棒を有する鍬の作業状況の１例を示すものである。図３において、１は鍬本体、２a,２b,２c,２dはそれぞれ鍬本体に固定されたウエイトとまり棒、３a,３b,３c,３dはそれぞれの止まり棒に止まったウエイト、４はつるはし部、５は標準作業における本体の横草削り部７（後出）の接地ライン、６は切り裂き部、７は本体の横草削り部、８は本体のたて草削り部、９は長柄差込用金具、１０は長柄である。一つのウエイトは０．５〜２kgとし、各ウエイト止まり棒にはウエイトが無い場合、１個の場合あるいは複数個の場合がある。各ウエイト止まり棒の方向は長柄１０の方向を基本とする。このようにしておけば、すべてのウエイト止まり棒にウエイトがある場合でも、ウエイト抜け落ち防止がなくても、作業中にウエイトが抜け落ちることをさけることができる。
図３において、止まり棒2a・ウエイト３aと止まり棒2b・ウエイト３bは長柄１０の上下の位置に、また止まり棒2ｃ・ウエイト３ｃと止まり棒2ｄ・ウエイト３ｄは長柄１０の左右の位置に配される。長柄差込用金具９の上下に配される止まり棒・ウエイトは横草削り部７の接地ラインにおける接地圧を均等に生じさせるためのものである。ウエイトが１個しかない場合には、特に有効となる。また、鍬を９０度回転した状態（図５参照）においては、ウエイトを付け替えることなくそのままで、本体のたて草削り部８の接地ライン１１（後出）の接地圧を均等あるいは不均等に調整できる。
また、長柄差込用金具９の左右に配される止まり棒・ウエイトは横草削り部７の接地ラインにおける接地圧を均等あるいは不均等に生じさせるためのものである。
均等な接地圧は出たての草、特に密生している出たての草に対して有効である。地表面の硬さによって適切なウエイトの重量を選び、草を地中の茎か根で掻っ切ることができる。
不均等な接地圧はそれぞれの草が根を独立的に踏ん張っている場合の除草に有効である。この場合、切り裂き部６が主役となって、基本的には１本１本、効率的に根ごみ掘り切ることができる。
図４はウエイトをウエイト止まり棒の所定の位置に止まらせるための部品の一例を示す。図４において、１２はウエイトとまり用ナット、１３はウエイト抜け落ち防止の一例としてホースバンドあるいはステンレスバンド（商品名）、１８ウエイト止まり棒、１４はウエイトである。
図５は図３の鍬を柄の周りに９０度右回転をした状態での作業状況を示すもものである。図５において、１１は本体のたて草削り部８の接地ラインである。図５においては、図３とは異なって、止まり棒2a・ウエイト３aと止まり棒2b・ウエイト３bは長柄１０の左右の位置に、また止まり棒2ｃ・ウエイト３ｃと止まり棒2ｄ・ウエイト３ｄは長柄１０の上下の位置に配されることになる。主たる作業の対象は畝間の溝の草削りと畝斜面の草削りとなる。前者の場合、ウエイトの重量は比較的大きくてよいが、後者の場合には鍬と土の持ち上げ作業を伴うので機動性が要求されるので、ウエイトなしが基本となる。
また、図５の作業状況では畑の整地のための畝間の溝堀も効率よくおこなうことができる。図５に示した鍬状態から、長柄１０の周りに１８０°回転して、つるはし部４である程度の深さで溝をきり、その時出てきた土を鍬本体の横草削り部７を、イメージした斜面に沿わせながら土上げを行う。これを同じ箇所で複数回行ないV字型の溝を作った後、溝底を元の図５の本体のたて草削り部８の接地ラインで整地を行いながら、同様に出てきた土の土上げを行う。このステップを所定の溝の深さになるまで繰り返す。これら一連の作業においては土をすばやく持ち上げて放る作業が主となるので、鍬にはウエイトをつけない状態が基本となる。ウエイトなしの鍬の摺動引き込みでそれなりの切り込み深さを得るためには、あらかじめ、やまいも堀り（商品名）で溝きり箇所の土をやわらかくしておけばよく、溝きり作業の始終において腰曲げなしに行うことができる。
このように草削りと同じ感覚で畝間の溝作りを行う事が出来る。このように、畝間の溝きりにおいても腰も膝もなんら曲げることなく溝を完成できる。
図６は本案の請求項３に示す鍬本体に接合された柄固定用金具に固定されたウエイト止まり棒を有する鍬の作業状況の１例を示すものである。図６において、ウエイト止まり棒２a,２b,２c,２dは鍬本体１に接合された柄差込用金具９に固定され、ウエイト３a,３b,３c,３dがそれぞれの止まり棒に止まった状態を示している。図６において、鍬本体に付加されるウエイトとウエイト止まり棒による鍬としての機能は図３および図５の場合と同じである。
図７は本案の請求項４に示す鍬の柄に固定されたウエイト止まり棒を有する鍬の作業状況の１例を示すものである。図７において、ウエイト止まり棒２a,２b,２c,２dは柄差込用金具近くで長柄に固定され、ウエイト３a,３b,３c,３dがそれぞれの止まり棒に止まった状態を示している。図７において、鍬本体に付加されるウエイトとウエイト止まり棒による鍬としての機能は図３および図５の場合と同じである。
図８は本案の請求項５の長柄にウエイトの穴を通してウエイトを取り付けた鍬の作業状況の１例を示すものである。図８において、鍬本体に付加されるウエイトとウエイト止まり棒による鍬としての機能は図３および図５の場合と同じである。
図９は本案の請求項６に示すその軸方向にウエイトとまり棒用の通し穴を有する中実筒形状のウエイトの一例を示す。図９において、１５は中実４角形柱のウエイト、１６はウエイト止まり棒の通し穴である。
【産業上の利用可能性】
【００１０】
今後、ますます重要となってくる農業や家庭菜園の活性化のためには、農作業者の草取りにおける腰曲げ・膝曲げからの解放が重要となる。特に、高齢者の農業や家庭菜園からの撤退は腰痛によるところが大である。例えば、熱心であればあるほど、皮肉なことに、家庭菜園者はより早いうちに腰痛によって撤退せざるを得なくなっている。
本案は安価に、このような農業や家庭菜園者の腰痛症候群からの脱出に一役買えるものと確信している。
従来の三角ホー（商品名）にウエイトとまり棒追加する簡単な改造なので、三角ホーの拡販に寄与できる。
また、本案の除草は単純なメカニズムなので、コンパクトな機械化が可能なので、そのとき本案のさらなる真価が発揮できるものと期待できる。
【符号の説明】
【００１１】
３０  同ＮＨＫスペシャルで示された被験者模型の各部の輪郭をトレースしたもの
３１  腰上体重の作用線  
３２  椎間板のセンターの応力の注目点１と背筋のセンターの力の注目点２との距離
３３  背筋のセンターの力の注目点２（以下、背筋の力の注目点２略記）
３４  椎間板のセンターの応力の注目点１（以下、椎間板の応力の注目点１と略記）
３５  椎間板
３６  背筋
３７  背筋のセンターの力の注目点２と腰上体重の作用線３１までの距離
３８  模型の前かがみ状況を示す被験者の全体図
３９  力の注目点２および応力の注目点１における、背筋および椎間板の水平角度
４０  椎間板・その周辺の断面図
４１  椎間板断面積等値楕円長径（人の左右方向寸法）
４２  椎間板断面積等値楕円短径（人の前後方向寸法）
４３  神経  
４４  脊柱管
４５  椎間板  
４６  椎間板の人の前後方向寸法  
４７  椎間板の断面積がほぼひとしくなるような楕円
１  鍬本体
２a,２b,２c,２d  それぞれ鍬本体に固定されたウエイトとまり棒
３a,３b,３c,３d  それぞれの止まり棒に止まったウエイト
４  つるはし部
５  標準作業における本体の横草削り部７（後出）の接地ライン
６  切り裂き部
７  本体の横草削り部
８  本体のたて草削り部
９  長柄差込用金具
１０  長柄
１１  本体のたて草削り部８の接地ライン
１２  ウエイトとまり用ナット
１３  ウエイト抜け落ち防止の一例としてホースバンドあるいはステンレスバンド（商品名）
１８  ウエイト止まり棒
１４  ウエイト
１５  中実４角形柱のウエイト
１６  ウエイト止まり棒の通し穴
【図１】
0003152323.tif 000003
【図２】
0003152323.tif 000004
【図３】
0003152323.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年5月21日(2009.5.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
着脱自由な１つあるいは複数個のウエイトを付加することによって鍬の重量を調整し、付加したウエイトの位置、重量を変えることによって鍬の地面との接地圧のバランスを変え、ウエイトの慣性力による刃先力を得ることを可能とする当該ウエイトを有する重量調整式鍬。
【請求項２】
鍬本体に固定されたウエイト止まり棒を有する請求項１記載の重量調整式鍬。
【請求項３】
鍬本体に接合された柄固定用金具に固定されたウエイト止まり棒を有する請求項１記載の重量調整式鍬。
【請求項４】
鍬の柄に固定されたウエイト止まり棒を有する請求項１記載の重量調整式鍬。
【請求項５】
長柄にウエイトの穴を通してウエイトを取り付けた請求項１記載の重量調整式鍬。
【請求項６】
中実筒形状のウエイトの軸方向のウエイトとまり棒用の通し穴にウエイトとまり棒を通したウエイトを使用した請求項１記載の重量調整式鍬。