JP2013241823A - 縦穴用回転掘削具 - Google Patents

Abstract

【課題】手動による軽微な押圧回転で掘削壁面を崩さずに円筒状縦穴の掘削を為し、廃土の掬い上げと排出が一連の回転操作として為せる縦穴用回転掘削具を提供する。
【解決手段】回転主軸ｅ上下の各支持体Ａ，Ｋに一端を可動収束され傘状放射展開をなす連結アームＣの各先端部に、縦方向凹状の各掘削板ｆが凹面を主軸ｅに相対させて円列し、主軸ｅへの押圧回転操作に伴い円列掘削板ｆが連動回転を為す手動の円筒状回転掘削具であり、中央支持体Ａより放射展開される各連結アームＣ三角構図に固定ロックピンを底部に備えた固定枠Ｂを被覆させ掘削円径の段階調整を可能となし、また、主軸ｅの引き上げ逆転操作による固定機能解除に伴う下支持体Ａ，Ｋ間の接近により、各掘削板ｆ先端部が内部方向へ収束し廃土の圧接捕捉を容易となし、掘削から廃土排出までを一連の軽微な手動回転操作によって為される縦穴用回転掘削具。
【選択図】図１

Description

円筒状縦穴用の手動による簡易回転掘削具に関する。

家庭菜園などの狭い場所における植栽や生ゴミ埋め込み用縦穴の簡易掘削において多くの場合は、園芸用の移植コテや小型ショベル等を使っての掘削作業となるが、その際に周囲を崩さず一定の深さの円筒状縦穴を掘削するのは至難であり、結果として求める穴径より相当に大きくなり実用時に様々な不具合を強いられることになる。
尚、細杭用としてのスクリュー状回転刃による縦穴掘削具や電柱埋設用としてショベル二枚を内向きに合わせた梃子応用の縦穴掘削具も現存するが、双方共に用途目的が主に土木工事用としての特定仕様であり、一般家庭で要求される比較的浅い円筒状縦穴の簡易掘削条件に適う仕様構造とはいえない。

そこで、次に記載するよう、穴径を維持しつつ掘削可能な手動回転掘削具や打圧応用の簡易縦穴掘削具も考案されている。
米抄５４７８１２８ 実登３０５９２４０ 上述する特許文献１に記載される固定式対面ショベルの手動回転深穴掘り具は、掘削口径を維持したまま掘り進むことが可能であるが細支柱の埋め込み用に特化した専用掘削具であり、その用途を細杭用縦穴に限定せざるを得ないのは、掘削口径が大きくなる条件下では装置自体が大型化することに加え、スクリュー回転時の抵抗負荷が増大し手動操作の能力を超える不都合が生じることになる理由による。
また、上述する特許文献２の打圧掘削具においては、握り柄に相当の重力を備えた可動棒を内有させてピストン機能を付加し、その上下運動によってスコップ先端へ打圧を加えて縦穴の掘削を助勢する内容となっているが、掘削口径が一定範囲を超えた場合に廃土の排出を他の用具に頼らざるを得なくなる等の課題を残している。

尚、家庭菜園などにおける植栽及び生ゴミ埋設用の比較的浅い円筒状の縦穴掘削が要求される現場にあっては、手動による軽微な操作に加え状況に応じて掘削口径の段階的調整が可能な簡易掘削具を求められ、これら日常生活上の備品としての条件に対し、上述する既存の縦穴掘削具においてはその対応が不可能であった。

そこで、手動による軽微な押圧回転で掘削壁面を崩さずに円筒状縦穴の掘削を為すことに加え、掘削口径を段階的に任意変更可能な口径調節機能を有すると共に、廃土の掬い上げと排出が一連の回転操作として為せる縦穴用の回転掘削具を提供する。

縦方向へ凹状の鋼板からなる各掘削板（ｆ）が凹面を回転主軸（ｅ）に相対させて円列し、円筒状の回転掘削刃となって回転主軸（ｅ）に連動する手動による回転掘削具とし、主軸（ｅ）の上部に中央支持体Ａを下部に軸端支持体Ｋを配置し、それぞれを主軸（ｅ）貫通による遊動条件としつつ主軸（ｅ）最下位置にストッパーＷを固定して備えた回転主軸部の構成とし、上下に位置区分された各支持体（Ａ，Ｋ）をそれぞれ収束点とし、傘状に放射展開をなす各上下連結アーム（Ｃ）先端部と各掘削板（ｆ）上下連結点（Ｓ，Ｔ）とを縦方向への可動連結とし、回転掘削時は後述の押圧固定構造により主軸（ｅ）の所定上下位置で各支持体（Ａ，Ｋ）を固定し、主軸（ｅ）回転に各掘削板（ｆ）を連動させることで円筒状の回転掘削刃として回転掘削機能を発揮させ、その回転掘削時の口径は後述する回転円径調節機能によって段階設定がなされる。図１参照

上述する各支持体（Ａ，Ｋ）の収束部を基点としてそれぞれに傘状放射展開をなす上下の各連結アームＣの長さは概ね統一され、尚、同一支持体より放射展開をなす各連結アームＣと隣り合う掘削板（ｆ）同士の連結点とで形成される各二等辺三角の平面形状は概ね合同であり、また、各連結アームＣ両端部の連結構造は全て上下縦方向への可動連結となる。

尚、上述の回転掘削における諸機能を確定する条件構造として、回転掘削操作時の主軸（ｅ）と上下各支持体（Ａ，Ｋ）との連動機能を後述の押圧回転による固定構造によってなし、また、中央支持体Ａを頂点として放射展開する各連結アームＣによる放射三角構図を後述する固定枠Ｂによる被覆整合での固定し掘削時の回転円径を定め、掘削終了に伴う本体引き上げ操作時に主軸（ｅ）逆転により押圧固定機能が解除されることに加え、廃土の排出機能として主軸末端のストッパーＷに促された軸端支持体Ｋが中央支持体Ａ方向へ移動接近することによって、各掘削板（ｆ）の先端部が内方向への収縮作動を起すことにより、廃土を円筒内部側へ圧接し本体引き上げ操作により把握排出を容易となし、これら掘削から廃土排出までの諸作動が一連の軽微な手動回削操作によって為される回転掘削具となる。図１参照

上述する中央支持体Ａに係る放射三角構図の固定連結に伴う掘削口径の設定及び回転時の形状固定維持機能において、中央支持体Ａより放射展開される各連結アームＣ上の放射同位置に調整貫通孔（Ｃ１）を所定の間隔と形状及び角度でそれぞれ段階的に複数施し、一方で固定枠Ｂ底部に連結アーム（Ｃ）構成数と同数の所定突起形状となる固定ロックピン（Ｂ１）を回転の周方向均等間隔に施し、中央支持体Ａを収束点とする放射三角構図上に固定枠Ｂを被覆させ、各固定ロックピン（Ｂ１）と調整貫通孔（Ｃ１）との同時整合により放射三角構図全体の固定をなし、各連結アームＣ先端の掘削板（ｆ）による回転円径が設定され、その段階調節は所定間隔で施される調整貫通孔（Ｃ１）の任意設定によってなされる。図３参照

前記の固定枠Ｂにおいては所定自重による押圧被覆とすることに加え、形状を問わず一定の剛性を有した固定形状であることが有効条件となり、尚、固定ロックピン（Ｂ１）と各連結アームＣ上の調整貫通孔（Ｃ１）との合致構造においては、連結アームＣと主軸（ｅ）との内角変化によって固定枠Ｂに備えた固定ロックピン（Ｂ１）と調整貫通孔（Ｃ１）との整合角度が異なるため、予め算出される段階的掘削口径毎の適合角度に基づき連結アームＣ上の各調整貫通孔（Ｃ１）入射角と各固定ロックピン（Ｂ１）との整合角度を個々に設定し、その変化角度は各連結アームＣ上の調整貫通孔（Ｃ１）を主体に調整し設定し、固定枠Ｂ自重による固定ロックピン（Ｂ１）との梃子作用を応用した放射三角構図の調整ロック機能とし、また、調整貫通孔（Ｃ１）を貫通する固定ロックピン（Ｂ１）の貫通余尺が所定の有効寸法を有して段階調整ごとにそれぞれの適合角度で構成されることによって、掘削時の回転押圧外力に対する固定維持に加え、本体引き上げ操作時に各掘削板（ｆ）自重により連結アームＣ先端部が垂れ可動をなす条件下において、調整貫通孔（Ｃ１）と固定ロックピン（Ｂ１）との梃子作用によって全体形状の固定維持が可能となる。

上述の固定枠Ｂによる各連結アームＣと各掘削板（ｆ）とで構成される放射三角構図の固定と、後述する螺旋構造固定機能による両支持体（Ａ，Ｋ）の位置固定に伴い、回転掘削時における両支持体（Ａ，Ｋ）の離間巾と掘削板（ｆ）上の上下連結点の間隔とが概して同寸法であり、また、主軸（ｅ）方向と掘削板（ｆ）の縦外面方向とが概して並行することから、本回転掘削具の押圧回転時の断面構造は概ね平行四辺形を呈することとなるが、回転掘削時の摩擦抵抗軽減機能として各掘削板（ｆ）先端部の回転円径が外部方向へ若干の開放形状となるよう、各構成寸法の微調整を図ることで土壁との外接摩擦抵抗を軽減する機能が付加される。図１参照

尚、上述する掘削操作時の押圧回転に伴う主軸（ｅ）と各支持体（Ａ，Ｋ）との固定連動を促す各固定機能については、中央支持体Ａと軸端支持部Ｋの各支持体（Ａ，Ｋ）双方の上部余巾に、所定の形状と角度を有した螺旋溝をそれぞれ同螺旋方向に施して各螺旋溝（Ｇ１，Ｇ２）とし、その加工形状に整合する突起物を各支持体（Ａ，Ｋ）より上部位置となる主軸（ｅ）上にそれぞれ施して所定上下位置の各固定突起物（Ｆ１，Ｆ２）となし、主軸（ｅ）の押圧回転時に各固定突起物（Ｆ１，Ｆ２）を各螺旋溝（Ｇ１，Ｇ２）が同時迎合することによる固定連動をなす構造とし、上述する固定枠Ｂによる回転円径の固定調節機能と相まって任意の円筒形状を維持した状態での回転掘削作動が可能となる。図２参照

また、押圧回転掘削時における主軸（ｅ）と各支持体（Ａ，Ｋ）との固定連動機能を解除するにあたっては、上述する固定枠Ｂによる中央支持体Ａに係る三角構図の固定状態を維持しつつ、主軸（ｅ）の逆転操作により各固定突起物（Ｆ１，Ｆ２）が上部へ回転移動をなして固定連結が解除されることに加え、主軸末端のストッパーＷに促された軸端支持体Ｋが中央支持体Ａ方向への遊動接近をなす条件寸法の変化により、軸端支持体Ｋを収束点とする各連結アームＣに縦可動連結された掘削板（ｆ）先端部が内部方向への収束作動をなし、一連の手動回転による本体引き上げ操作で掘削廃土の圧接捕捉とその排出が容易に為される縦穴用の回転掘削具となる。

上述した本体の逆転引き上げ操作時の諸機能として、本体引き上げ時の主軸逆回転操作により固定連動機能が解除されることに加え、体引き上げ操作中の掘削板（ｆ）先端部の収束作動による廃土圧接状態を一時固定する構造として、中央支持体Ａ底部の下部余巾に上部余巾の螺旋溝（Ｇ１，Ｇ２）とは逆方向に作用する所定の逆螺旋溝（Ｇ３）を施すことにより、主軸逆転移動によって主軸（ｅ）上の固定突起物（Ｆ２）をその中央支持体Ａ底部位置の逆螺旋溝（Ｇ３）が捉え、掘削板（ｆ）が逆転連動をなし本体の引き上げ操作が軽減されると共に、掘削板（ｆ）先端部の内部収束による廃土圧接状態が固定維持されることになり、不用意な廃土開放による不都合事態を回避する安全機能が付加される。図２参照

尚、円筒状の掘削刃を形成する構造の外接面積が大きい形状特性として、掘削現場の土質条件によっては回転抵抗により手動による回転掘削に過剰負担が掛かるため、回転掘削操作時の土壁との摩擦抵抗を軽減する機能として、掘削板（ｆ）の凹面を構成する形成基準となる半径の値を上述する回転掘削口径の最大調節時の半径値より大きい値とすることにより、回転掘削時に形成される回転円が各掘削板（ｆ）の縦方向両端部分によるものとなり、円筒状掘削刃に生じる掘削土壁との接触部位が限定され摩擦抵抗が軽減され、軽微な手動回転操作による掘削作業を可能とする利便機能が付加される。

本発明の回転掘削具は、狭い場所での軽微な手動回転操作による円筒状縦穴の連続掘削を為すことに加え、その円径を段階的に任意調節すると共に逆転操作によって廃土の圧接捕捉を可能とし、掘削から廃土排出までを一連の回転操作によって容易に為すことが出来る。

本発明によっては、家庭菜園における植栽用縦穴や生ゴミの土中埋設用の円筒状縦穴の簡易掘削以外の用途として、特に生ゴミの土中埋設による堆肥化処理が容易となり、家庭排出の生ゴミ減量化が促進されることによって環境保全に貢献することが期待され、尚、円筒状縦穴が適度の深さと口径とを有することで鳥獣による生ゴミ散乱の被害を避け得ることに加え、掘削縦穴の円縁を硬質素材からなる鍔状リングによる補強処置とし、適合する蓋を追備することによって鳥獣被害対策と共に防臭防虫及び防水対応が可能となる。

本発明による掘削廃土の把握操作時は掘削板（ｆ）の上部連結点Ｓを作用支点として掘削板（ｆ）最下位先端部が梃子作動により内方向へ収束することから、中央支持体Ａに係る連結アームＣと掘削板（ｆ）の上部連結点Ｓを掘削板（ｆ）の上端寄りとし、さらに、連結点Ｓより上部の掘削板（ｆ）余寸部が回転円内方向への湾曲をなす形状とすることで、廃土把握に係る梃子作用時の上端部が回転掘削時の円径より内側に位置することが望ましい。
尚、放射三角構図の固定化による回転掘削円径の調整ロック安定機能を発揮する固定枠Ｂと固定ロックピン（Ｂ１）において、固定した構造体であり一定の剛性と自重を有し、所定の調整貫通孔（Ｃ１）との合致構造となる諸条件を遵守する限りにおいてその形状は特定しない。

本発明の縦穴用回転掘削具を一般家庭用の手動回転仕様とした試作の概略構成として、掘削板（ｆ）３枚構成による円列掘削刃とし、本体全長を約８０ｃｍ、掘削板の幅約１３ｃｍ、縦長を約２８ｃｍとし掘削可能範囲の縦穴深度を約０〜４０ｃｍとして、掘削円径の調節可能範囲を約１８ｃｍ・２１ｃｍ・２４ｃｍの３段階としたことに加え、回転主軸（ｅ）が手元と主軸機能部との間でクランク形状となり、手元側端部に手動回転の操作を補助するグリップエンド（ａ）とクランク部に把握用の回転グリップ（ｂ）を備え、さらに、引き上げ時の手掛かり補助突起物となる引き上げフック（ｇ）を主軸（ｅ）上の固定物として備えて手動回転操作時の補助機能とした。図１参照

全体イメージ斜視と機能断面図 支持部構造イメージ斜視図 多角固定枠と段階調整孔イメージ斜視図

（１） 全体イメージ
（２） 機能断面図
（３） 多角固定枠イメージ
（４） 掘削口径の調整機能イメージ
ａ グリップエンド
ｂ 回転グリップ
ｅ 主軸
ｆ 掘削板
ｇ 引き上げフック
Ａ 中央支持体
Ｂ 固定枠
Ｂ１ 固定ロックピン
Ｃ 連結アーム
Ｃ１ 調整貫通孔
Ｅ 可動連結部
Ｆ１ 固定突起物
Ｆ２ 固定突起物
Ｇ１ 螺旋溝
Ｇ２ 螺旋溝
Ｇ３ 逆螺旋溝
Ｋ 軸端支持体
Ｓ 連結点
Ｔ 連結点
Ｕ 掘削刃
Ｗ ストッパー

Claims (3)

1. 円筒状縦穴用の手動簡易回転掘削具であり、回転主軸（ｅ）上下の各支持体（Ａ，Ｋ）に一端を可動収束され傘状放射展開をなす連結アーム（Ｃ）の各先端部に、縦方向凹状の各掘削板（ｆ）が凹面を主軸（ｅ）に相対させて円列し、主軸（ｅ）への押圧回転操作に伴い円列掘削板（ｆ）が連動回転を為す回転掘削具において、中央支持体（Ａ）を基点に放射構図を展開する各連結アーム（Ｃ）の同位置に所定数の調整貫通孔（Ｃ１）をそれぞれ施し、一方の固定枠（Ｂ）底部に回転周方向の近等間隔で展開放射数と同数の突起状固定ロックピン（Ｂ１）を備え、固定枠（Ｂ）被覆による双方の凹凸部同時整合で放射構図が固定され掘削円径が段階調節されることを特徴とする縦穴用回転掘削具。
2. 請求項１記載の主軸（ｅ）逆転操作に伴い回転連動が解除され、それぞれが主軸（ｅ）上を遊動条件下となる各支持体（Ａ，Ｋ）の相互接近機能と中央支持体（Ａ）の再固定連動において、引き上げ逆転操作によって主軸末端に備わるストッパーＷに促された軸端支持体Ｋが中央支持体Ａ方向へ遊動接近をなし、逆転操作時に逆螺旋溝（Ｇ３）が主軸（ｅ）上の固定突起物（Ｆ２）を迎合して逆転掛かり機能となり、掘削板（ｆ）先端部の内部方向への収縮作動による廃土捕捉と状態固定を可能としたことを特徴とする請求項１に記載の縦穴用回転掘削具。
3. 請求項１記載の凹状掘削板（ｆ）の凹面を構成する半径基準値において、回転掘削操作時の土壁との摩擦抵抗軽減機能として、掘削口径の最大調整時における半径値に対し掘削板（ｆ）凹面を構成する半径値の方が大きいことを特徴とする請求項１に記載の縦穴用回転掘削具。

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