JP2021023166A - 耕耘用の農具及び耕耘用の農具の支え板 - Google Patents

Abstract

【課題】本願発明の耕耘用の農具は、耕耘作業においての土を掘り起こす作業と同時に、元肥を混ぜ合わせることができる耕耘用の農具で、梃子の支点となる部分の支え板を新しい発想の形状にすることにより、作業者の労力の軽減を目的とする。【解決手段】耕耘用の農具としてのスコップ１００は、直線状部を有する柄部２０と、柄部２０の下部に固定された堀り起こし部１０と、扇形状の平面部３１、及び扇形状の平面部３１における弧の部分に設けられた沈み込み防止部３２を有する支え板３０と、を備える。支え板３０は、沈み込み防止部３２の側が下部側に位置し、扇形状の平面部３１おける辺が柄部２０の直線状部と実質的に平行になるように、柄部２０及び掘り起こし部１０の少なくとも一方に取り付けられる。【選択図】図１

Description

本開示は、スコップ等の耕耘用の農具及び耕耘用の農具の支え板に関する。

耕作を行うにおいて、耕耘と畝作りは欠かせない作業である。環境等の問題で耕耘機を使用しない菜園等では、スコップや鍬を使用してその作業を行っていた。特に耕耘作業にはスコップを使用しての大きい力を必要としていて、そのような状況の中で、スコップに梃子の原理を応用しようとする発明や考案がなされている。しかしながら、今一大きい力の減少に繋がる新しい技術は見られていないのが現状である。

本願の文中において、「大きい力」「小さい力」との表現は、梃子の原理を応用して土を掘り起こすときの梃子の作用点となる部位においての土との接触面で発生する圧力の度合いと、土を持ち上げるときの重力の度合いが、梃子の力点で必要とする力の強弱を表現している。また、圧力の主意は垂直に押し合うことであるが、本願では横方向に押し合う力を意味する場合もある。以下、先行技術の問題点を検討する。

特許文献１の段落０００６の（ロ）が示している梃子（５）の材質は金属製で、その形状は特許文献１の図３に示すように湾曲部（７）を有する。この場合、特許文献１の図4に示すように土を掘り起こそうとするとき、梃子（５）の湾曲部（７）の突端が梃子の支点となり、梃子の作用点となるスコップ板（３）には一気にほぼ１００％の圧力が掛かるため、梃子の力点ではかなり大きい力が必要と考えられるが、特許文献１においては、力点での力の減少に関する説明はされていない。

特許文献２の手動耕運器は、土を掘り起こすときには、ペダル３０を踏み込んで、支持部１０Ｓまでホーク１０の爪１１〜１５を特許文献２の図５のように土中に差し込むことになるが、この場合においても、爪１１〜１５を土中に差し込んでから土を堀り起こそうとする直後、梃子の作用点のホーク１０には、一気にほぼ１００％の圧力が掛かるため、梃子の力点ではかなり大きい力が必要となる。

特許文献３に開示の考案についても、梃子となる湾曲杆４の形状を考察すると前述の特許文献１、２で検討したように、土を掘り起し時には、梃子の力点ではかなり大きい力が必要と考えられるが、特許文献３においてもその力点での力の減少に関する説明は見られない。

特許文献４に開示の考案についても、特許文献１〜３と同様であるが、梃子の力点の力を減少させる方法については示されていない。

特許文献１〜４で総じて同様であるのは、本願発明に係る梃子の形状や使用方法によって梃子の力点（把手）で必要となる力の減少方法については示されておらず、いずれも本願発明の目的とする効果は得られない。

以上、先行技術の検討を終えたが、それぞれの発明、考案は耕耘作業を梃子の応用によって、楽に行い得るための方法として考えられているが、梃子の原理を応用しても、その材質、特に形状によっては、苦楽に差（ときには大差）がある。既に述べたが、これまでの先行技術では、その梃子の形状により、梃子の作用点で発生する圧力が、ほぼ瞬間的にほぼ１００％の確率で梃子の力点に掛かるため、力点では非常に大きい力を要することとなる。

特開２００５−２２６４３４号公報 特開２０１５−１７１３４９号公報 実願昭５３−０１６０３８号（実開昭５４−１２０４０２号）のマイクロフィルム 実公昭１１−５５１６号公報

耕耘作業において、梃子を応用するスコップやフォークを使用しても、土の掘り起こしには非常に大きい力を必要とすることは既に説明した。本願発明は、その力作業をより軽微に行うことを目的としている。

本開示の耕耘用の農具は、直線状部を有する柄部と、柄部の下部に固定された堀り起こし部と、扇形状の平面部、及び扇形状の平面部における弧の部分に設けられた沈み込み防止部を有する支え板と、を備える。支え板は、沈み込み防止部の側が下部側に位置し、扇形状の平面部おける辺が柄部の直線状部と実質的に平行になるように、柄部、及び掘り起こし部の少なくとも一方に取り付けられる。

本開示の耕耘用の農具の支え板は、扇形状の平面部と、扇形状の平面部における弧の部分に設けられた沈み込み防止部と、を備え、扇形状の平面部における辺が耕耘用の農具の柄部と実質的に平行になるように、耕耘用の農具に取り付けられる。

耕耘作業を行うにおいて、本願発明の耕耘用の農具を使用して耕せば、従来のように大きい力を要することなく、より小さい力で快適に耕耘作業を行うことができる。

実施の形態１に係るスコップの斜視図 実施の形態１に係るスコップの正面図 実施の形態１に係るスコップの側面図 実施の形態１に係るスコップの上面図 実施の形態１に係るスコップの背面図 実施の形態１に係るスコップの掘り起こし部の斜視図 実施の形態１に係るスコップの支え板の拡大斜視図 実施の形態１に係るスコップの使用図 実施の形態２に係るフォークの斜視図 実施の形態３に係るスコップの支え板の拡大斜視図 実施の形態１〜３に係る支え板の平面形状を説明する図 実施の形態１〜３に係る支え板の作用効果を説明する図 発明の効果を検証するために行った実験１−１の様子を説明する図 発明の効果を検証するために行った実験１−２の様子を説明する図 発明の効果を検証するために行った実験２−１の様子を説明する図 発明の効果を検証するために行った実験２−２の様子を説明する図

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係るスコップの斜視図、図２は、スコップの正面図、図３は、スコップの側面図、図４は、スコップの上面図、図５はスコップの背面図、図６は、スコップの掘り起こし部の斜視図、図７は、スコップの支え板の拡大斜視図である。

図１〜５に示すように、耕耘用の農具であるスコップ１００は、掘り起こし部１０と、柄部２０と、支え板３０を有する。

掘り起こし部１０は、図６に示すように、スコップ部１１と、踏み込み部１２と、柄取り付け部１３と、支え板差し込み溝１４とを有する。支え板差し込み溝１４には支え板３０を取り付けて固定するためのねじ穴１５が設けられている。なお、スコップ部１１は前方に湾曲した形状を有し、踏み込み部１２はスコップ部１１に上部に平面部を形成するように後方に曲げられた形状を有する。柄取り付け部１３は、スコップ部１１の上部の中央部から上方に伸びている。支え板差し込み溝１４は、柄取り付け部１３に設けられ、柄取り付け部１３に沿って上方かつ後方に伸び、互いに平面部が対向する２つの矩形状の部分により構成される（図６参照）。

柄部２０は、柄Ａ２１と、柄Ｂ２２と、把手２３とを有する。柄Ａ２１の上部には継ぎ手Ａ２４が設けられ、柄Ｂ２２の上部には継ぎ手Ｂ２５が設けられている。柄Ｂ２２は継ぎ手Ａ２４に差し込まれて柄Ａ２１に取り付けられ、把手２３は継ぎ手Ｂ２５に差し込まれて柄Ｂ２２に取り付けられる。柄Ｂ２２、把手２３は、それぞれ継ぎ手Ａ２４、継ぎ手Ｂ２５に螺合により取り付けてもよい。また、柄Ｂ２２を使用しない場合は、把手２３を継ぎ手Ａ２４に差し込んで、把手２３を柄Ａ２１に接続して使用することができる。

柄Ａ２１は直線状に伸びた円柱形状を有し、柄部２０の直線状部の一例である。柄Ｂ２２は柄Ａ２１に対して全体として前方に湾曲した形状（湾曲部）を有し、具体的には柄Ａ２１と接続される円柱形状部分に対して把手２３が接続される円柱形状部分が前方に湾曲しながら繋がった形状を有する。

柄部２０の柄Ａ２１の下部には掘り起こし部１０が取り付けられる。具体的には、掘り起こし部１０の柄取り付け部１３に柄Ａ２１の一部を差し込み、ねじ止めすることにより、柄部２０の下部に掘り起こし部１０が固定される。

支え板３０は、図７に示すように、平面部３１と、沈み込み防止部３２と、取り付け部３３とを有する。取り付け部３３には、支え板３０を掘り起こし部１０の支え板差し込み溝１４に差し込んでねじ止めにより固定するためのねじ穴３４が設けられている。平面部３１は扇形状を有し、この場合、扇形状の中心角は９０°（直角）である。扇形状の平面部３１の弧の部分には沈み込み防止部３２が設けられる。取り付け部３３は、扇形状の平面部３１における半径に対応する２つの辺の一方に設けられる。

沈み込み防止部３２は、平面部３１と交差するように弧の部分から左右両側に伸びた２つの曲面で構成される。沈み込み防止部３２は、耕耘作業において、支え板３０が土に沈み込むのを防止するためのものである。平面部３１に対する沈み込み防止部３２の形成角度Ｃ（図７参照）は、８０°から１２０°の範囲で設定されるが、この場合、１００°に設定した。形成角度Ｃを９０°に設定した場合に比べると、鈍角（例えば、１００°）に設定した方が、掘り起こし部１０に土を載せて持ち上げたとき（図８参照）、左右の揺れが小さくスコップ１００の姿勢が安定する傾向を示す。

また、沈み込み防止部３２の片側の幅（平面部３１との交点からの沈み込み防止部３２の端部までの距離）は約３ｃｍに設定したが、２ｃｍ〜６ｃｍの範囲で設定してもよい。沈み込み防止部３２の幅が小さいと、耕耘作業において、支え板３０が土中に沈み込みやすくなる一方、沈み込み防止部３２の幅が大き過ぎると、スコップ１００が全体として重くなるとともに、沈み込み防止部３２が耕耘作業の邪魔になりやすくなる。

支え板３０は、掘り起こし部１０に設けた支え板差し込み溝１４に取り付け部３３を差し込んで、ねじ止めにより取り付ける。この場合、沈み込み防止部３２が下方に平面部３１の扇形状における中心が上方に位置するように取り付ける。また、支え板３０は、取り付け部３３が設けられている平面部３１おける辺（即ち、扇形状の半径に対応する辺）が柄部２０の直線状部である柄Ａ２１と実質的に平行になるように、取り付けられる。支え板３０は、柄部２０の柄Ａ２１に対し後方に取り付けられており、柄部２０の湾曲した方向（前方）とは反対側（後方）に取り付けられる。

次に、図８を参照してスコップ１００の使用例を説明する。まず、柄部２０を持って、掘り起こし部１０の踏み込み部１２を踏み込んでスコップ部１１を耕土に差し込む。

次に、把手２３を持って、支え板３０の沈み込み防止部３２が転がるように沈み込み防止部３２の接地面を点Ａ〜点Ｂへと移動させながら把手２３を腰付近まで引き下げることにより、図８に示すようにスコップ部１１が土と元肥を持ち上げる。

続いて、把手２３を持ってスコップ部１１に適度な振動を加えることにより、スコップ部１１上の土と元肥が適度に混ざり合いながら落下する。

このように、支え板３０が扇形状を有し梃子の支点となる沈み込み防止部３２が扇形状における弧の形状を有することにより、耕耘作業において、土の掘り起こしに伴う梃子の作用点の圧力と重力を分散させ、梃子の力点で必要とする力の減少を図ることができる。

スコップ部１１で、掘り起こした土と元肥は、連続動作で支え板３０を軸として持ち上げるとき、支え板３０における弧状の形状と支え板３０の沈み込み防止部３２を転がせて使用する使用方法によって、スコップ部１１から滑り落ちることなく持ち上げることができる。耕耘作業の作業者は、持ち上げた土と元肥をスコップ部１１からふるい落としながら簡易に混ぜ合わせることができる。

（実施の形態２）
図９は、実施の形態２に係るフォークの斜視図である。実施の形態１では耕耘用の農具の一例としてスコップ１００を説明したが、実施の形態２では耕耘用の農具の別の一例としてフォーク２００を説明する。なお、重複する部分は同じ符号を付して説明を省略する。

フォーク２００は、掘り起こし部５０と、柄部２０と支え板３０とを有する。フォーク２００は、掘り起こし部１０に代えて掘り起こし部５０を有する点で、実施の形態１のスコップ１００と異なる。即ち、掘り起こし部５０はフォークの形状を有するフォーク部５１を有する。他の構成は実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。フォーク２００も支え板３０を有することから、実施の形態１のスコップ１００と同様の効果を奏する。

なお、実施の形態１のスコップ１００では、掘り起こし部１０のスコップ部１１が土と元肥を持ち上げ、振動を加えることにより土と元肥が適度に混ざり合いながら落下した。フォーク２００の場合は、掘り起こし部５０のフォーク部５１を土に差し込み、把手２３を持って、支え板３０の沈み込み防止部３２が転がるように沈み込み防止部３２の接地面を点Ａ〜点Ｂへと移動させながら把手２３を腰付近まで引き下げることにより、フォーク部５１が土から引き上げられる段階で土と元肥が混ざる。

（実施の形態３）
図１０は、実施の形態３に係るスコップの支え板の拡大斜視図である。実施の形態１、２では、支え板３０は掘り起こし部１０又は掘り起こし部５０の支え板差し込み溝１４に差し込まれて取り付けられているが、図１０に示すように、スコップ３００の支え板６０は取り付け部６３によって柄部２０の柄Ａ２１（直線状部）に取り付けられてもよい。

支え板６０の取り付け部６３は、図１０に示すように円柱形状を有する直線状の柄Ａ２１の円弧に沿う形状を有し、ねじ穴６４を介し柄Ａ２１にねじ９９によって固定されている。

なお、柄部２０への支え板の取り付けは、図１０に示す方式に限られず、例えば、柄に支え板差し込み溝を設け、そこに支え板を差し込んでねじ止めしてもよい。また、支え板は、柄部又は掘り起こし部の一方だけでなく、柄部及び掘り起こし部の双方に跨るように、固定してもよい。
（効果等）

次に、本願発明の耕耘用の農具が、先行技術とは異なり、耕耘作業をより小さい力で行える技術であることを、実施の形態１で示したスコップ１００を例に説明する。図１１は、スコップ１００の支え板３０の平面形状を説明する図である。支え板３０は、図１１に示すように、半径３０ｃｍの真円を４等分した扇形状を有し、その中心角は９０°（直角）である。実施の形態１においては扇形状の支え板３０の中心角を９０°（直角）でとしたが、６０°〜１２０°の範囲で設定してもよい。

図１２は、支え板３０の沈み込み防止部３２における接地面が、点Ａから点Ｂへと耕土の表面を転がりながら接地点が移動していく途上、梃子の作用点である掘り起こし部１０に掛かる圧力と重力が細やかに分散されることを示している。

梃子の作用点に掛かる圧力と重力に０％から１００％まで連続的に梃子の原理を応用することにより、圧力と重力の分散が図られる。つまり、支え板３０は、土の掘り起こし作業において梃子の支点となるその接地面が点Ａから点Ｂへと連続的に移動することにより、あたかも連続的に「梃子に梃子を掛ける」という作用を実現した形状といえる。

実際の耕耘作業では、まず掘り起こし部１０の踏み込み部１２を足で踏み、掘り起こし部１０のスコップ部１１を耕土に差し込む。この後、土を掘り起こそうとする動作に伴い、梃子の作用点となるスコップ部１１に圧力が掛かり始めるが、前述のようにその圧力は支え板３０が転がりその沈み込み防止部３２の接地面が点Ａから点Ｂへと移動することによって、細やかに分散される。これにより、作用点に掛かる圧力は緩やかで小さく、力点となる把手２３で必要とする力を小さくすることができる。図１２に示す抵抗度ａは土を掘り起こそうとする動作において、土の圧力と重力による抵抗を模式的に示しており、範囲ｂは、圧力による抵抗が主となる範囲を示し、範囲ｃは土の重力による抵抗が主となる範囲を示し、範囲ｄは、圧力と重力とが拮抗している範囲を示している。

以上が本願発明の主眼であるが、スコップ部１１によって掘り起こされた土を持ち上げようとするとき、その土をスコップ部１１から滑り落さないようにする方法においても、支え板３０の沈み込み防止部３２が転がってその接地面が点Ａから点Ｂへと移動する動きは、あたかも作業者が従来のスコップで土をすくい上げるときに、土が滑り落ちないように腕を曲げる動作に匹敵し、土は滑り落ちない。

本願の支え板３０の実質効果を表す力学的計算方法は非常に難解を極め、補完として、本願の耕耘用の農具の作業動態を実験によって表現し連写による写真撮影で記録した。その実験の図１３Ａ〜図１４Ｂに示す。

図１３Ａに示す写真（FSC_0052.jpg〜DSC_0061,jpg）は、柄部２０を持って、掘り起こし部１０の踏み込み部１２を踏み込んでスコップ部１１を耕土に差し込んでいる様子を示す。

図１３Ａ及び図１３Ｂに示す写真（FSC_0062.jpg〜DSC_0075,jpg）は、把手２３を持って、支え板３０の沈み込み防止部３２が転がるように沈み込み防止部３２の接地面を点Ａ〜点Ｂへと移動させながら把手２３を腰付近まで引き下げることにより、図６に示すようにスコップ部１１が土と元肥を持ち上げている様子を示す。

図１３Ｂに示す写真（FSC_0076.jpg〜DSC_0090,jpg）は、把手２３を持ってスコップ部１１に適度な振動を加えることにより、スコップ部１１上の土と元肥が適度に混ざり合いながら落下する様子を示す。

同様に、図１４Ａに示す写真（FSC_0097.jpg〜DSC_0110,jpg）は、柄部２０を持って、掘り起こし部１０の踏み込み部１２を踏み込んでスコップ部１１を耕土に差し込んでいる様子を示す。

図１４Ａ及び図１４Ｂに示す写真（FSC_0111.jpg〜DSC_0120,jpg）は、把手２３を持って、支え板３０の沈み込み防止部３２が転がるように沈み込み防止部３２の接地面を点Ａ〜点Ｂへと移動させながら把手２３を腰付近まで引き下げることにより、図６に示すようにスコップ部１１が土と元肥を持ち上げている様子を示す。

図１４Ｂに示す写真（FSC_0121.jpg〜DSC_0135,jpg）は、把手２３を持ってスコップ部１１に適度な振動を加えることにより、スコップ部１１上の土と元肥が適度に混ざり合いながら落下する様子を示す。

以上、連続２回の実験結果は、共通して本願発明の目的とする効果が得られた。実験に使用した試作品はスコップ１００の柄部２０に対応する部分が異なるが、支え板３０の作用効果に関わりはない。

畑を耕すにあたっては、耕土を掘り起こして元肥を混入したり、土を捌いて軟らかくしたりする耕耘作業は、欠かすことはできない。従来から行われている大きい力を必要とする耕耘作業を改変して、本開示の耕耘用の農具を用いて行えば、耕作作業での最も労力を費やす耕耘作業がより小さい力で行える。

本開示の耕耘用の農具は、畑を耕したり、耕土を掘り起こして元肥を混入したり、土を捌いて軟らかくしたりする耕耘作業に用いられる。

１０，５０ 掘り起こし部
１１ スコップ部
１２ 踏み込み部
１３ 柄取り付け部
１４ 支え板差し込み溝
１５ ねじ穴
２０ 柄部
２１ 柄Ａ
２２ 柄Ｂ
２３ 把手
２４ 継ぎ手Ａ
２５ 継ぎ手Ｂ
３０，６０ 支え板
３１ 平面部
３２ 沈み込み防止部
３３，６３ 取り付け部
３４，６４ ねじ穴
５１ フォーク部
９９ ねじ
１００，３００ スコップ
２００ フォーク
Ａ 支え板の回転始点
Ｂ 支え板の回転終点

Claims (5)

1. 直線状部を有する柄部と、
   前記柄部の下部に固定された堀り起こし部と、
   扇形状の平面部、及び前記扇形状の平面部における弧の部分に設けられた沈み込み防止部を有する支え板と、を備え、
   前記支え板は、前記沈み込み防止部の側が下部側に位置し、前記扇形状の平面部おける辺が前記柄部の前記直線状部と実質的に平行になるように、前記柄部、及び前記掘り起こし部の少なくとも一方に取り付けられる、
   耕耘用の農具。
2. 前記柄部は、前記直線状部より上部に湾曲部を有し、
   前記湾曲部は、前記支え板が取り付けられた側とは反対側に湾曲している、
   請求項１に記載の耕耘用の農具。
3. 前記掘り起こし部は、支え板差し込み溝を有し、
   前記支え板は、前記支え板差し込み溝に取り付けられる、
   請求項１又は２に記載の耕耘用の農具。
4. 前記支え板は、前記柄部の前記直線状部に取り付けられる、
   請求項１又は２に記載の耕耘用の農具。
5. 扇形状の平面部と、
   前記扇形状の平面部における弧の部分に設けられた沈み込み防止部と、を備え、
   前記扇形状の平面部における辺が耕耘用の農具の柄部と実質的に平行になるように、前記耕耘用の農具に取り付けられる、
   耕耘用の農具の支え板。