JP2015001127A - 携帯式電動アースオーガー - Google Patents

Abstract

【課題】掘削の回転方向を左右自在に切り替えることができ、更に軽量化により自在に持ち運び可能とした携帯式電動アースオーガーを提供する事を課題とする。【解決手段】携帯式電源と、当該携帯式電源により駆動するモーターと、当該モーターにより回動する主軸と、当該主軸の外周に設けられたスクリュー羽根と、当該主軸の先端に設けられた掘削刃とを備える携帯式電動アースオーガーであって、当該主軸の回転方向を左右自在に切り替える事ができる回転方向切替手段を備えた携帯式電動アースオーガーとし、望ましくは前記主軸及び前記スクリュー羽根の一部または全部を覆うケースを備えた携帯式電動アースオーガーを提供する。【選択図】図３

Description

本発明は、掘削作業に利用されるアースオーガーに関し、特に人が容易に持ち運ぶことができ、且つ簡易な構成でスクリューを反転させることができるようにした携帯式のアースオーガーに関する。

従来から、地面に穴を掘るためにアースオーガーが使用されている。かかるは、アースオーガーは、手動式のものやエンジンなどの動力を使用したものが提供されており、これらの動力を用いて、スクリュー羽根及び先端の掘削刃を回転させながら地中にねじ込み掘削する器具乃至は装置である。今日において当該アースオーガーは、土木工事や建設工事のみならず、農業や一般家庭においても広く利用されており、各種の掘削作業に応じて様々なアースオーガーが提供されている。

掘削場所が狭小である等の理由から重機を使用できない場合や、小規模の掘削作業の場合などにおいては、人力でスクリュー羽根及び先端の掘削刃を回転させるようにしたアースオーガーを使用して、地面の掘削が行われることがある。かかる場合のために、小型化され携帯可能となったアースオーガーも提供されている。例えば特許文献１（公開実用新案公報昭６１−１６４３４９号公報）においては、原動機の駆動によって回転する垂直方向の回転軸の下端に螺旋型のドリルの上端を接続して設けた穴掘機において、前記原動機を支持する支持体に、相対する側方位置に水平ハンドルを設けたことを特徴とする穴掘機が提供されている。

公開実用新案公報昭６１−１６４３４９号公報

前述のとおり、従来においても携帯式アースオーガーは提供されている。しかしながら、従来提供されている携帯式アースオーガーは、掘削に用いる動力がエンジンであったため、掘削の回転方向を制御することが困難であった。つまり、従来の小型アースオーガーにあっては、作業者が持ち歩かなければならない関係上、大きさや重量の点からトランスミッション等の回転方向を制御することができる機構を搭載することが困難であり、エンジンにおける回転方向が事実上一方向に制限されるという問題があった。このため、掘削刃やスクリュー羽根が土に噛み込んでしまった際に引き抜くことが困難となり、無理に引き抜こうとして破損させてしまうたり、事故に繋がることがあるという問題があった。
そこで本発明は、作業者が持ち歩くことができ、かつ動力を使用して掘削することを前提とし、更に掘削時におけるスクリュー羽根及び先端の掘削刃の回転方向を正方向および逆方向に切り替えることができる携帯式電動アースオーガーを提供する事を第１の課題とする。

また、作業場所が住宅密集地などである場合には、スクリュー羽根及び先端の掘削刃を回転させる動力としてエンジンを使用したものは、作業音が大きいなどの理由から、使用できない事も有った。
よって本発明では、掘削作業時における音の発生を極力減じ、住宅密集地などにおいても騒音の問題を無くして使用することのできる乾燥植物の観賞用容器を提供することを第二の課題とする。

即ち、本発明は前記課題の少なくとも何れかを解決するべく、携帯式電源と、当該携帯式電源により駆動するモーターと、当該モーターにより回動する主軸と、当該主軸の外周に設けられたスクリュー羽根と、当該主軸の先端に設けられた掘削刃とを備える携帯式電動アースオーガーであって、前記モーターに供給する携帯式電源の極性を正逆反転可能とする回転方向切替手段を備えた事を特徴とする携帯式電動アースオーガーを提供する。前記モーターに供給する携帯式電源の極性を正逆反転させることにより、当該主軸の回転方向を任意に切り替えることができ、主軸とスクリュー羽根と掘削刃とで構成されるドリル部分を、掘削方向（正方向）、又は逆転方向に回転させることができる。

前記携帯式電源は、頻繁な交換の手間に鑑みると使い捨ての電源よりも、蓄電池等の繰り返し利用可能な電源を用いることが望ましく、例えば、鉛蓄電池、ニッケル水素蓄電池、リチウムイオン蓄電池等各種の蓄電池を用いる事ができる。前記携帯式電源が有するべきエネルギー容量や電圧等の電気仕様は、モーターとの関係で異なってくるが、満充電状態で少なくとも数１０分〜１時間程度稼働することができるエネルギー容量を有し、かつ、後述するモーターの出力を得るに十分な電圧を有するものを利用することが望ましい。例えば、一か所の掘削時間を２０秒とした場合、約１００か所を掘削する為には約３３分程度の稼働時間を要することから、当該稼働時間を確保できる程度の容量の電池を使用するのが望ましい。

前記モーターは、各種の電動モーターを使用することができるが、使用する電源が蓄電池である事から、一般には直流モーターを利用する。これは、携帯式電源である電池や蓄電池は直流電源であること、入力電流に対してトルクが直線的に比例して上昇し、かつ出力効率が良いこと、回転方向の制御が交流モーターに比べて容易なこと等の利点があるためである。

前記モーターの回転数及びトルクは、変速機構を備えて調整できるようにすることもでき、例えばベルト式等の変速機構により無断階的に調整できるようにすることが望ましい。変速機構によれば、掘削深度や地質に応じて適切な回転数及びトルクに変換することができるためである。変速後のトルクは、少なくとも７０ニュートンメートル以上であることが望ましく、特に９０ニュートンメートル以上であることが望ましい。また、前記掘削刃や前記スクリュー羽根が土に噛み込んでしまった際に、作業者の安全のため自動停止する機構を備えることが望ましい。かかる自動停止の機構は、例えばスクリュー羽根及び先端の掘削刃の回転速度、トルク、又は回転負荷を測定し、且つ監視することにより行う事ができる。

前記主軸は、前記モーターと着脱自在に構成することが望ましい。このt６雨モータの回転軸と主軸との間には、両者が螺合又は継合するための構成を備える事が望ましい。また、前記主軸の外周部分に装着する前記スクリュー羽根及び／又は先端部分に装着する前記掘削刃は、前記主軸と着脱自在に構成することが望ましい。かかる構成によれば、掘削する穴の深度や掘削する場所の地質に応じて、適切な長さの主軸や掘削刃を選択して利用することができるためである。もっとも、前記主軸と前記スクリュー羽根及び／又は前記掘削刃が一体となったものを利用することも差し支えなく、この場合には前述の例よりもメンテナンス性を向上させることができる。前記スクリュー羽根及び前記掘削刃のサイズは、掘削の目的等諸般の事情に応じて決定することができ、少なくともΦ３０ミリメートル以上とすることが望ましい。

前記主軸、前記スクリュー羽根及び前記掘削刃は、掘削時にかかる捩じりモーメントに対して十分な強度・剛性を持つ素材で構成することができ、例えば、炭素工具鋼により構成することができる。また軽量化を重視する場合には、アルミニウムなどで形成してもよい。

前記回転方向切替手段は、例えば、本体部分の一部に把持手段としてハンドル部を設け、当該ハンドル部に、モーターの正転と逆転を切り替えるスイッチを設ける事ができる。また、ハンドル部の少なくとも一部を前後方向へ回動自在とし、当該回動部分の回動によりモーターの回転方向や出力を制御する構成とすることもできる。かかる回転方向の制御は、例えば、前記回転方向切替手段と接続した制御部に、前記回転方向切替手段の操作に応じてモーターへ流れる電流の向きを変える回路を備えることで実現できる。当該制御部においては、モーターの回転方向の制御に加えて、モーターの出力も調整できることが望ましい。また、当該回転制御部にモーターの過負荷を検出し自動停止する機構を設けることで、前記掘削刃や前記スクリュー羽根が土に噛みこんだ際の作業者の安全を確保に資することができる。前記ハンドル部は、例えば、本体部分の外周側面に設けることができる。把持状態を支える為の補助ハンドルを設ける事も差し支えない。

前記主軸及び前記スクリュー羽根の一部または全部を覆うケースを備えることもできる。前記掘削刃により掘削された土砂は、前記スクリュー羽根のスクリューポンプ作用により地表方向へ排出されるが、かかる構成によれば、土砂が当該ケース内を地表方向へ移動するので掘削土の排出漏れを減らし、その結果、掘削作業の効率を高めることができる。また、掘削坑の内壁の崩れを抑制することができ、掘削作業の効率を高めることができる。更には、前記スクリュー羽根及び前記掘削刃を外部に露出させないため、安全性を高めることができる。前記ケースは、例えば、円筒形状や四角筒形状とすることができる。

本発明にかかるアースオーガーは、主な使用の態様として使用場所まで携帯することを想定しており、容易な持ち運びを実現するためには重量は２０キログラム以下とすることが望ましく、特には１０キログラム以下とすることが望ましい。

以上のように構成される、本発明にかかる携帯式電動アースオーガーによれば、モーターの正転と逆転を切り替えることで、掘削方向を左右自在に切り替えることができる。これにより、携帯式のアースオーガーでありながらも、掘削中に掘削刃やスクリュー羽根が土に噛み込んでしまった際には逆回転させることで容易に引き抜くことができ、破損や事故の危険を低減させる携帯式電動アースオーガーを提供することができる。
また、前記主軸及び前記スクリュー羽根の一部または全部を覆うケースを備えることで、掘削して出た土砂を効率的に輩出し、掘削穴に再び土砂が入り込むことの無いように構成することができる。

第１の実施形態を示す、（Ａ）全体斜視図、（Ｂ）縦断面図。 第２の実施形態を示す、（Ａ）全体斜視図、（Ｂ）縦断面図。 第３の実施形態を示す、（Ａ）全体斜視図、（Ｂ）縦断面図。 第１及び第２の実施形態における、回転方向切替手段の他の実施の形態を示す要部断面図。

以下、図面を参照しながら、本実施の形態にかかる携帯式電動アースオーガーを、詳細に説明する。但し、本発明にかかる携帯式電動アースオーガーは、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、適宜変更することができる。

図１は、携帯式電動アースオーガーの第１の実施形態を示す、（Ａ）全体斜視図、（Ｂ）縦断面図である。以下、図１に示す本実施の形態にかかる携帯式電動アースオーガーの構成を説明する。

本実施の形態にかかる携帯式電動アースオーガーは、図１（Ａ）に示すように、バッテリーやモーター等を格納する動力部分５１の左右にハンドル２４を備え、ハンドル２４に主軸を右回転させるスイッチ３１ａと、主軸を左回転させるスイッチ３１ｂを備えている。かかるスイッチ３１ａ及び３１ｂの他に、主電源となるスイッチを設けることも差し支えない。
本実施の形態では、主軸を右回転させることにより、掘削するようにスクリュー羽２２が形成されている。したがってスイッチ３１ａを押釦することにより、主軸２１は、動力部分５１の動力により右方向に回動し、スクリュー羽根２２及び掘削刃２３により地面を掘削する。掘削された土砂は、スクリュー羽根２２のスクリューポンプ作用により地表方向へ運搬され排出される。

一方、掘削する地盤の粘度や硬さによっては、必要な深さまで掘削した後において、スクリュー羽根２２及び掘削刃２３を引き出せない場合も生じる。よって、このような場合には、スイッチ３１ｂを押釦して、主軸を逆方向に回転（左回転）させ、当該スクリュー羽根２２及び掘削刃２３を引き抜くことができる所まで後退させる。これにより、掘削する地盤の粘度や硬さ等、その掘削現場の状況に合わせて掘削作業を行う事ができる。

また主軸２１は、動力部分５１から着脱自在であり、掘削深度に応じて適切な長さのものを選択して装着することができる。スクリュー羽根２２及び掘削刃２３は、多くの場合は主軸２１と一体に形成されているが、例えば掘削刃２３は、当該主軸２１から着脱自在であり、掘削する場所の地質に応じて最適な形状のものを選択して装着することができる。主軸２１、スクリュー羽根２２及び掘削刃２３は、強度乃至は硬さを優先させる場合には炭化工具鋼で形成し、軽量化が要求される場合には、アルミニウムや樹脂等で形成することもできる。

動力部分５１は、図１（Ｂ）において示すように、バッテリー１１、制御部３２、モーター１２、減速機１３により構成される。本実施の形態においては、バッテリー１１にリチウムイオン電池（３６Ｖ、１６０Ｗｈ／４．５Ａｈ）を使用しており、制御部３２を介してモーター１２と接続している。モーター１２は、直流モーター（１．２ＮＭ、２０００ｒｐｍ）を使用した。減速機１３は、ギア式減速機（減速比：１／３０）であり、変速後は最大９０ニュートンメートル程度のトルクとすることができる。スイッチ３１ａ及びスイッチ３１ｂは接点スイッチであり、各々スイッチを押している間のみ電気的信号（オン信号）を発し、制御部３２へ伝達する。制御部３２は、スイッチ３１ａ又はスイッチ３１ｂからの入力に応じて、モーター１２が正回転及び逆回転を行うように、バッテリー１１から供給される電力を制御する。かかる正回転及び逆回転の切替は、本実施の形態においては、制御部３２が備える回路により行なっており、当該回路はモーター１２に供給する電流の極性を任意に変更することができる。本実施の形態においては、スイッチ３１ａがモーターを正回転（使用者から見て右回転）、スイッチ３１ｂが逆回転（使用者から見て左回転）を行うよう構成した。また当該制御部３２は可変抵抗器を備え、モーターに供給する電力を変化させることにより、その回転速度を調整することもできる。更に、主軸とモーターとの間に変速機構などを設けることによっても、当該主軸の回転速度を変化させることができる。

以上のように構成される携帯式電動アースオーガーによれば、モーター１１の正転と逆転を切り替えることで、主軸２１、スクリュー羽根２２及び掘削刃２３の回動方向を左右自在に切り替えることができる。これにより、携帯式のアースオーガーでありながらも、掘削中にスクリュー羽根２２や掘削刃２３が土に噛み込んでしまった際には、任意に逆回転させることで容易に引き抜くことができ、破損や事故の危険を低減させる携帯式電動アースオーガーを提供することができる。

図２は、第２の実施形態にかかる携帯式電動アースオーガーの（Ａ）全体斜視図、（Ｂ）縦断面図を示している。本実施の形態は、第１の実施形態にかかる携帯式電動アースオーガーの主軸２１、及びスクリュー羽根２２の外周を覆う、円筒形状のカバー４１を備えたものである。特にこの実施の形態にかかるカバー４１の外径は、掘削刃２３の外径と同じか、或いはそれよりも小さく形成されている。このように形成することで、掘削刃２３により掘削した掘削坑内に、当該円筒形状のカバー４１も入り込むことができる。

本実施の形態にかかる携帯式電動アースオーガーは、掘削刃２３により掘削された土砂がスクリュー羽根２２のスクリューポンプ作用により地表へ排出される際に、ケース４１内を移動し排土口４２より排出されるので掘削土の排出漏れを減らすことができ、もって掘削作業の効率を高めることができる。また、掘削坑の内壁の崩れを抑制することができ、掘削作業の効率を高めることができる。更には、スクリュー羽根２２を外部に露出させないため、安全性を高めることができる。

図３は、第３の実施形態にかかる携帯式電動アースオーガーの（Ａ）全体斜視図、（Ｂ）縦断面図を示している。本実施の形態は、上記第二の実施の形態にかかる携帯式電動アースオーガーに関連し、特にカバー４１を、スクリュー羽根２２のモーター１２側を覆う上カバー４１ａと、当該上カバー４１ａを内挿可能な大きさの下カバー４１ｂとで形成している。かかるカバー４１によれば、掘削刃２３により土砂を掘削し、これをスクリュー羽根２２のスクリューポンプ作用によりカバー４１の上端まで持ち上げ、そして排土口４２から排出する。この時、本実施の形態にかかる携帯式電動アースオーガーでは、掘削刃２３が掘削していくにつれて、下カバー４１ｂは上方にスライドし、これにより当該カバー４１が掘削坑内に入り込むことは無くなる。よって、本実施の形態にかかる下カバー４１ｂの外径は、掘削刃２３の外径よりも大きく形成されている。なお、図３ではカバー４１を上カバーと下カバーの２つで構成しているが、その他にも当該主軸の長さに応じて、３つ以上に分割して構成することもできる。

図４は、第１及び第２の実施形態における、回転方向切替手段の変形例を示す要部断面図である。本実施の形態においては、ハンドル２４の一部が使用者から見て前後方向へ回動自在の回動部３３となっており、回動部３３の回動によりモーター１２の回転方向及び出力を制御する。かかる制御は、制御部３２において回動部３３の操作に応じてモーターへ流れる電流の向き及び電圧を変える回路を備えることで行なっている。

以上のように構成される、本実施の形態にかかる携帯式電動アースオーガーによれば、モーター１２の回転方向のみならず出力も制御することができる。また、内燃機関などにより駆動力を得る従前のアースオーガーと異なり、軽量であることから、例えば従事者の高齢化が危惧されている農業の分野においても、有効に利用することができる。より具体的には、甫場に杭を打ち込むための穴を掘削する場合、或いは苗木を差し込むための穴を掘削する場合などにおいて有効に使用することができる。

１１ バッテリー
１２ モーター
１３ 減速機
２１ 主軸
２２ スクリュー羽根
２３ 掘削刃
２４ ハンドル
３１ａ 回転方向切替部
３１ｂ 回転方向切替部
３２ 回転方向制御部
４１ カバー
４２ 排土口

従来から、地面に穴を掘るためにアースオーガーが使用されている。かかるアースオーガーは、手動式のものやエンジンなどの動力を使用したものが提供されており、これらの動力を用いて、スクリュー羽根及び先端の掘削刃を回転させながら地中にねじ込み掘削する器具乃至は装置である。今日において当該アースオーガーは、土木工事や建設工事のみならず、農業や一般家庭においても広く利用されており、各種の掘削作業に応じて様々なアースオーガーが提供されている。

前述のとおり、従来においても携帯式アースオーガーは提供されている。しかしながら従来提供されている携帯式アースオーガーは、掘削に用いる動力がエンジンであったため、掘削の回転方向を制御することが困難であった。つまり、従来の小型アースオーガーにあっては、作業者が持ち歩かなければならない関係上、大きさや重量の点からトランスミッション等の回転方向を制御することができる機構を搭載することが困難であり、エンジンにおける回転方向が事実上一方向に制限されるという問題があった。このため、掘削刃やスクリュー羽根が土に噛み込んでしまった際に引き抜くことが困難となり、無理に引き抜こうとして破損させてしまったり、事故に繋がることがあるという問題があった。
そこで本発明は、作業者が持ち歩くことができ、かつ動力を使用して掘削することを前提とし、更に掘削時におけるスクリュー羽根及び先端の掘削刃の回転方向を正方向および逆方向に切り替えることができる携帯式電動アースオーガーを提供する事を第１の課題とする。

また、作業場所が住宅密集地などである場合には、スクリュー羽根及び先端の掘削刃を回転させる動力としてエンジンを使用したものは、作業音が大きいなどの理由から、使用できない事も有った。
よって本発明では、掘削作業時における音の発生を極力減じ、住宅密集地などにおいても騒音の問題を無くして使用することのできる携帯式電動アースオーガーを提供することを第二の課題とする。

前記主軸は、前記モーターと着脱自在に構成することが望ましい。このモーターの回転軸と主軸との間には、両者が螺合又は継合するための構成を備える事が望ましい。また、前記主軸の外周部分に装着する前記スクリュー羽根及び／又は先端部分に装着する前記掘削刃は、前記主軸と着脱自在に構成することが望ましい。かかる構成によれば、掘削する穴の深度や掘削する場所の地質に応じて、適切な長さの主軸や掘削刃を選択して利用することができるためである。もっとも、前記主軸と前記スクリュー羽根及び／又は前記掘削刃が一体となったものを利用することも差し支えなく、この場合には前述の例よりもメンテナンス性を向上させることができる。前記スクリュー羽根及び前記掘削刃のサイズは、掘削の目的等諸般の事情に応じて決定することができ、少なくともΦ３０ミリメートル以上とすることが望ましい。

Claims (4)

1. 携帯式電源と、当該携帯式電源により駆動するモーターと、当該モーターにより回動する主軸と、当該主軸の外周に設けられたスクリュー羽根と、当該主軸の先端に設けられた掘削刃とを備える携帯式電動アースオーガーであって、
   前記モーターに供給する携帯式電源の極性を正逆反転可能とする回転方向切替手段を備えた事を特徴とする、携帯式電動アースオーガー。
   
2. 更に、前記主軸及び前記スクリュー羽根の一部または全部を覆うケースを備え、
   当該ケースは軸方向に伸縮自在である事を特徴とする、請求項１記載の携帯式電動アースオーガー。
   
3. 更に把持手段としてハンドル部を備えており、
   前記回転方向切替手段が、当該ハンドル部に設けられ、前記モーターに供給する携帯式電源の極性が相互に異なる２つのスイッチである事を特徴とする、請求項１又は請求項２記載の携帯式電動アースオーガー。
   
4. 把持手段としてハンドル部を備えており、
   当該ハンドル部は、少なくとも一部が前後方向へ回動自在であって、
   前記回転方向切替手段は、当該ハンドル部を前後方向に回動することにより、前記モーターに供給する携帯式電源の極性を正逆反転させるスイッチである事を特徴とする、請求項１又は２記載の携帯式電動アースオーガー。