穴開け作業機
【課題】杭を土中深くまで差し込むのに適した作業機を提供する。
【解決手段】本願発明の穴開け作業機１は、ハウジング４１と、ハウジング４１内で回転する回転体と、上記回転体の回転によってハウジング４１内で旋回する撃打体と、ハウジング４１の先端側部位において軸線方向に往復移動可能に支持された撃打力伝達部材と、上記撃打力伝達部材の先端側にある穴開け作業体５０とを備える。穴開け作業体５０は、軸線方向に往復移動可能で上記撃打力伝達部材から撃打力を受けるシャフト部５１と、軸線方向に一定外径の中空部５３と、先端部５４とを有する。穴開け作業体５０が基端側に移動した時に上記撃打体から上記撃打力伝達部材を介して穴開け作業体５０に先端側への撃打力が付与される。穴開け作業体５０が先端側に移動した時に上記撃打体から基端側に向かう撃打力を受けて穴開け作業体５０に伝達させる補助撃打力伝達機構６０を備える。
【解決手段】本願発明の穴開け作業機１は、ハウジング４１と、ハウジング４１内で回転する回転体と、上記回転体の回転によってハウジング４１内で旋回する撃打体と、ハウジング４１の先端側部位において軸線方向に往復移動可能に支持された撃打力伝達部材と、上記撃打力伝達部材の先端側にある穴開け作業体５０とを備える。穴開け作業体５０は、軸線方向に往復移動可能で上記撃打力伝達部材から撃打力を受けるシャフト部５１と、軸線方向に一定外径の中空部５３と、先端部５４とを有する。穴開け作業体５０が基端側に移動した時に上記撃打体から上記撃打力伝達部材を介して穴開け作業体５０に先端側への撃打力が付与される。穴開け作業体５０が先端側に移動した時に上記撃打体から基端側に向かう撃打力を受けて穴開け作業体５０に伝達させる補助撃打力伝達機構６０を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、穴開け作業機に関し、たとえば丸太やパイプ材などの杭を土中に差し込むための下穴を開ける作業に用いる穴開け作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
農業や建築業などの分野においては、土中に丸太やパイプ材などの杭を打ち込む作業が必要とされる場合がよくある。たとえば、農業においては、防獣ネットやビニールハウスのシートを張るために丸太やパイプ材などの支柱を土中に打ち込む必要がある。また、果樹園では、成熟して重量が増した果実が強風によって収穫前に落下するのを防止するべく、本願の図８に示すように、杭９０を土中に打ち込んでこの杭９０に果実が付いた枝９１をくくり付ける場合がある。
【０００３】
防獣ネットは、動物が飛び越えて侵入するのを防止するために、その高さを２ｍ前後以上に設定する場合がある。ビニールハウスについても内部空間を大きく確保するために高さが２ｍ以上に及ぶ場合がある。また、果実を付けた枝を支えるための杭としても、２ｍ以上に及ぶ場合がある。このような場合、杭打ち作業を手作業で行うには、たとえば足場を設けて杭の上端をハンマなどを用いて撃打することにより土中に打ち込む必要があり、作業者への負担が大きい。また、１シーズン中に各農家が打ち込む杭の本数は数千本以上にも及ぶことがあり、この場合、杭打ち作業の負担は極めて大きく、作業性も悪い。
【０００４】
これに対し、杭などの対象物に対して撃打力を付与するように構成された撃打作業機が知られている（たとえば特許文献１参照）。特許文献１に開示された撃打作業機は、同文献の図１〜図３に示されるように、駆動源としてのエンジン（２）と、エンジン（２）からの回転出力を伝動するための伝動軸（３０）が内部に嵌挿された筒状体（３）と、筒状体（３）の先端に設けられた撃打機構（４）とを備えている。この撃打機構（４）は、エンジン（２）からの回転出力によってハウジング（４０）内で回転駆動される回転体（４１）と、この回転体（４１）の偏心位置に保持された撃打体（４２）と、ハウジング（４０）の先端側部位に往復運動可能に支持された撃打作業体（４３）とを備えて構成されている。また、ハウジング（４０）の先端部には筒状保持部材（４８）が連結されている。この筒状保持部材（４８）によって杭などの対象物（５）の上端が撃打作業体（４３）と位置合わせされる。エンジン（２）の駆動により回転体（４１）が回転すると、この回転に伴って撃打体（４２）がハウジング（４０）内で旋回させられ、撃打作業体（４３）を介して対象物（５）に撃打力を連続的に付与することができる（本願の図９参照）。このような撃打作業機によれば、対象物の撃打すべき部位が比較的高所であっても、杭打ち作業を、作業者の負担を軽減しつつ効率よく行うことができる。
【０００５】
長尺な杭を土中に打ち込む場合には、杭の転倒などの不具合を防止する観点から、土中への打ち込み深さを比較的深くすること（たとえば５０ｃｍ程度の深さ）が要求される。しかしながら、上記構成の撃打作業機を用いてたとえば５０ｃｍ程度の深さまで杭を打ち込むには、不都合があった。すなわち、５０ｃｍ程度の深さになると土質が硬質になる場合があり、撃打作業機からの連続撃打力をもってしても丸太やパイプ材などの杭を適切に打ち込むことができないといった事態が生じ得た。また、このような場合に杭打ち作業を継続すると、繰り返し撃打力を受ける杭の上端部分が損傷したり、あるいは撃打作業機の筒状体などに無理な負荷が作用して撃打作業機が損傷するといった不都合も生じ得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２３１５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本願発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、丸太やパイプ材などの杭を土中の比較的深くまで差し込むのに適した作業機を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を採用している。
【０００９】
すなわち、本願発明によれば穴開け作業機が提供される。この穴開け作業機は、ハウジングと、駆動源からの動力によって上記ハウジング内で回転駆動させられる回転体と、上記回転体の回転によって上記ハウジング内で旋回させられる撃打体と、上記ハウジングの先端側部位において先端側および基端側を結ぶ軸線方向に往復移動可能に支持された撃打力伝達部材と、上記撃打力伝達部材に対して上記ハウジングの先端側に位置する穴開け作業体と、を備えた穴開け作業機であって、上記穴開け作業体は、上記ハウジングに対して上記軸線方向に往復移動可能に支持されて上記撃打力伝達部材から撃打力を受けるシャフト部と、このシャフト部につながるとともに上記軸線方向において一定外径および所定長さを有する中空部と、この中空部につながる先細り状の先端部とを有し、上記穴開け作業体が上記ハウジングに対して基端側に移動した時に、上記撃打体から上記撃打力伝達部材を介して上記穴開け作業体に先端側への撃打力が付与されるように構成されており、上記穴開け作業体が上記ハウジングに対して所定距離先端側に移動した時に、上記撃打体から基端側に向かう撃打力を受けてその撃打力を上記穴開け作業体に伝達させる補助撃打力伝達機構をさらに備えることを特徴としている。
【００１０】
本願発明の作業機によれば、杭を土中に直接打ち込むのではなく、杭を土中に差し込むための下穴を開けることができる。具体的には、地面への穴開け時には、作業者が作業機を支持して穴開け作業体の先端を地面に押し付けると、穴開け作業体およびこれに撃打力を与える撃打力伝達部材がハウジングに対して基端側に移動する。このとき、ハウジング内を旋回している撃打体から撃打力伝達部材を介して穴開け作業体に先端側への撃打力が周期的（連続的）に付与される状態にある。その結果、穴開け作業体は、振動を伴って土中に押し込まれていく。
【００１１】
ここで、穴開け作業体は、その先端部が先細り状であるので、土質が硬質である場合でも撃打体から受ける連続的な撃打力によって土中を突き進むことができる。穴開け作業体が土中に押し込まれるのに伴い、一定外径および所定の軸線方向長さを有する中空部によって、土中には所定形状の穴（下穴）が形成される。中空部の外径および軸線方向の長さは、差し込むべき杭のサイズに対応した寸法とすればよい。中空部の外径および長さを比較的大きい寸法とすれば、比較的大きい平面サイズの下穴を土中深くまで形成することも可能である。また、穴開け作業体は、穴を形成するための部分が中空部であることから、外径および軸線方向長さを大きくしても重量化を抑制することができる。
【００１２】
一方、穴開け作業体を土中から引き抜く時には、穴開け作業体に、土との摩擦力によって引き抜き方向すなわち基端側に向かう方向への移動を阻止する力が作用する。したがって、穴開け作業体は土中においてそのままの位置に拘束され、作業機を引き上げると、ハウジングのみが基端側に移動して、穴開け作業体はハウジングに対して先端側に移動することになる。そして、穴開け作業体がハウジングに対して所定距離先端側に移動した時点で、補助撃打力伝達機構が、撃打体からの基端側に向かう撃打力を受け、かつその撃打力を土中に拘束されている穴開け作業体に伝達させる。この場合、穴開け作業体はハウジングに対して先端側に移動していることから、撃打体から穴開け作業体に対する先端側への撃打力の付与は断たれた状態になる。
【００１３】
このように、補助撃打力伝達機構の動作により、穴開け作業時には穴開け作業体に先端側への撃打力を作用させる撃打体が、引き抜き作業時には、補助撃打力伝達機構を介して土中に拘束されている穴開け作業体に基端側への撃打力を作用させることになる。したがって、作業者による通常の引き抜き力に加えて引き抜き方向への撃打力が穴開け作業体に作用することになり、土中への下穴の形成を適切に行った後に、穴開け作業体を円滑かつ容易に土中から引き抜くことが可能になる。
【００１４】
穴開け作業体を土中から引き抜いた後は、地面には所望サイズの下穴が開いた状態となる。ここで、穴開け作業体は、穴を形成するための中空部が一定外径を有して軸線方向において一様であることから、穴開け作業体を土中から引き抜く際に当該穴開け作業体に同伴して土が持ち上げられることは抑制され、下穴の形成後に当該下穴に土が逆戻りするといった不都合は防止される。このようにして形成された下穴に対して、丸太やパイプ材などの杭をスムーズに差し込むことができる。
【００１５】
好ましい実施の形態においては、上記補助撃打力伝達機構は、上記ハウジングの基端側部位において上記軸線方向に往復移動可能に支持されて先端側への移動時に上記撃打体から撃打力を付与される補助撃打力伝達部材と、上記ハウジングの基端側に配置されて上記補助撃打力伝達部材を先端側に移動させることにより上記補助撃打力伝達部材から基端側に対する振動を付与される振動付与体と、上記ハウジングの先端側に配置されて上記ハウジングに対して先端側に移動することにより上記穴開け作業体に対してその移動を阻止した状態で基端側への振動を伝達する振動伝達体と、上記ハウジングに対して上記軸線方向に沿って移動可能に支持されて上記振動付与体と上記振動伝達体とを連結する連結体と、上記補助撃打力伝達部材を上記ハウジングに対して基端側に付勢する弾性体と、を備えている。この場合において、好ましくは、上記連結体は少なくとも２個備えられており、これら連結体と上記振動付与体と上記振動伝達体とは、矩形枠状に組み立てられている。
【００１６】
このような構成によれば、上記作業機の引き抜き時にハウジングに対して穴開け作業体が所定距離先端側に移動した場合には、補助撃打力伝達機構の構成要素である補助撃打力伝達部材に対して撃打体から基端側への撃打力が付与され、かつその撃打力は振動付与体に伝達される。そして、この振動付与体は連結体を介して振動伝達体に連結されていることから、振動付与体に付与された基端側への撃打力は、振動伝達体から穴開け作業体に伝達される。
【００１７】
補助撃打力伝達部材は、弾性体によりハウジングに対して基端側に付勢されているので、作業機を地面に押し付けて行う穴開け作業時において穴開け作業体がハウジングに対して基端側に移動する場合には、弾性体の付勢力が勝ることによって補助撃打力伝達部材および振動付与体がハウジングに対して基端側に移動した状態になる。このとき、補助撃打力伝達部材が先端側に移動することはないので、撃打体から基端側への撃打力が補助撃打力伝達部材に付与されることはない。
【００１８】
一方、上記作業機の引き抜き時において、穴開け作業体の基端側への移動が阻止された状態でハウジングのみが基端側に移動した場合には、振動伝達体ないし振動付与体がハウジングとの連係動を阻止された状態にある。このため、振動付与体は、補助撃打力伝達部材に当接しながら弾性体の付勢力に抗してハウジングに対して先端側に相対移動し、補助撃打力伝達部材を先端側に移動させる。この結果、補助撃打力伝達部材から振動付与体に対して基端側への撃打力が付与されるとともに、これに起因して振動伝達体から穴開け作業体に基端側への振動が伝達され、この振動によって穴開け作業体は容易に引き抜かれることになる。
【００１９】
好ましい実施の形態においては、上記穴開け作業体は金属からなり、上記シャフト部と上記中空部と上記先端部とは、溶接によって一体接合されている。
【００２０】
このような構成によれば、所定の強度および耐久性を有する穴開け作業体を、容易に作製することができる。
【００２１】
本願発明のその他の特徴および利点は、図面を参照して以下に行う詳細な説明から、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本願発明に係る穴開け作業機の一例を示す全体斜視図である。
【図２】図１のII−II線に沿う断面図である。
【図３】図２のIII−III線に沿う断面図である。
【図４】図１に示す穴開け作業機の部分拡大断面図である。
【図５】図１に示す穴開け作業機を使用している状態を説明するための図２と同様の断面図である。
【図６】図１に示す穴開け作業機を使用している状態の図である。
【図７】図１に示す穴開け作業機を使用している状態の図である。
【図８】杭の使用例を示す図である。
【図９】従来の撃打作業機を使用している状態の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本願発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
【００２４】
図１は、本願発明の一実施形態に係る穴開け作業機１の全体図であり、図２は、図１のII−II線に沿う断面図であり、図３は、図２のIII−III線に沿う断面図である。なお、図２以降の図面においては、各図面における上側が基端側であり、下側が先端側である。
【００２５】
図１〜図３に示すように、穴開け作業機１は、エンジン１０と、このエンジン１０からの回転出力を伝動するための伝動軸２０が内部に収容された筒状体３０と、この筒状体３０の先端部に設けられた撃打機構４０と、穴開け作業体５０と、補助撃打力伝達機構６０と、を備えて構成されている。穴開け作業機１は、丸太やパイプ材などの杭を地面に差し込むのに先立ち、地面に下穴を形成するのに使用されるものである。
【００２６】
図１に良く表れているように、エンジン１０は、筒状体３０に取り付けられて枠状に形成された上部ハンドル３１によって囲まれており、この上部ハンドル３１には、エンジン１０からの回転出力を制御するための操作レバー３２が設けられている。上部ハンドル３１よりも下方には、グリップハンドル３３が設けられている。穴開け作業機１は、グリップハンドル３３と上部ハンドル３１とを作業者が把持した状態で操作レバー３２を操作することにより、撃打機構４０に伝達される回転出力を調整しながら作業を行うことができるように構成されている。
【００２７】
図２および図３に示すように、撃打機構４０は、エンジン１０からの回転出力によってハウジング４１の内部で回転させられる回転体４２と、この回転体４２に保持されて旋回させられる撃打体４３と、ハウジング４１にその先端側方向および基端側方向を結ぶ軸線方向に所定距離内で往復移動可能に支持された撃打力伝達部材４４を備えて構成されている。
【００２８】
図３に示すように、回転体４２は、所定距離離間して配置された２つのフランジ４２１を有しており、このフランジ４２１は、連結部４２２によって一体に連結されている。また、各フランジ４２１の各外側面には、同一軸線をもった回転支軸４２３，４２４が突設されている。一方の回転支軸４２３はベアリング４２５を介して、もう一方の回転支軸４２４はベアリング４２６を介して、それぞれハウジング４１の両側壁に対して回転可能に支持されており、回転支軸４２４の一端部には、傘歯車４２４Ａが取り付けられている。すなわち、上記エンジン１０からの回転出力は、上記伝動軸２０を介して上記筒状体３０の先端側まで伝動され、伝動軸２０の先端部に取り付けられた傘歯車２１と上記傘歯車４２４Ａとの噛み合わせによって回転体４２が回転駆動させられるように構成されている。
【００２９】
図２に示すように、回転体４２の２つのフランジ４２１には、外周縁において開口する切り欠き４２１ａが形成されている。この切り欠き４２１ａは、一定幅を有してフランジ４２１の半径方向内方にいたっており、かつ、底部４２１ｂは円弧内面状となっている。この切り欠き４２１ａには、撃打体４３の両端部が遊装保持されるが、この点については後述する。
【００３０】
ハウジング４１は、全体として、円筒状の内部空間を有するように、円筒状の周壁部材４１Ａと、この周壁部材４１Ａを両側から挟むように位置する略円形の側壁部材４１Ｂとを有している。両側壁部材４１Ｂには、上記したように、回転体４２の回転支軸４２３，４２４が回転可能に支持されている。また、周壁部材４１Ａの内周には、回転体４２の回転中心軸（回転支軸４２３，４２４の軸心）を中心とする円筒内面状のガイド面４１１，４１２が形成されている。
【００３１】
撃打体４３は、図３に示すように、上記２つのフランジ４２１間の寸法と対応した軸方向寸法を有する円柱状大径部４３１と、この円柱状大径部４３１の軸方向両端部から同軸状に延出する円柱状小径部４３２をもって形成されている。円柱状小径部４３２の外径は、フランジ４２１に形成した切り欠き４２１ａの幅寸法と対応しており、この円柱状小径部４３２の軸方向長さは、ほぼフランジ４２１の厚み寸法と対応している。そしてこの撃打体４３は、図２および図３に示すように、円柱状大径部４３１が両フランジ４２１間に位置するようにして、両円柱状小径部４３２が両フランジ４２１の切り欠き４２１ａにそれぞれ係合させられる。なお、このように円柱状小径部４３２が切り欠き４２１ａに係合させられた状態において、撃打体４３は回転自由かつ、切り欠き４２１ａの延びる方向に沿って移動自由である。
【００３２】
ハウジング４１の周壁部材４１Ａの内周面に形成されたガイド面４１１，４１２は、少なくとも、撃打体４３の円柱状大径部４３１の軸方向両端部に接触可能な２つの帯状領域４１１ａ，４１２ａを備える。また、この２つの帯状領域４１１ａ，４１２ａを挟む領域には、ガイド面４１１，４１２より凹入する凹入部４１３が形成されている。この凹入部４１３は、周壁部材４１Ａの内周の全周にわたって連続的に形成されていてもよいし、周方向に分散させて形成してもよい。この凹入部４１３には、グリス等の潤滑剤が滞留保持される。
【００３３】
図３に示すように、ハウジング４１の周壁部材４１Ａには、その先端側位置において、外方に延出し、かつハウジング４１の内部空間に連通する円筒ボス部４１４が形成されている。この円筒ボス部４１４の軸線は、ほぼ、回転体４２の回転中心軸（回転支軸４２３，４２４）に対して直交する、回転体４２の半径方向に延びるように形成されている。また、この円筒ボス部４１４は、撃打体４３の円柱状大径部４３１の軸方向中心位置と対応するようにして形成されている。
【００３４】
円筒ボス部４１４には、撃打力伝達部材４４が軸線方向移動可能に保持されている。撃打力伝達部材４４は、図２および図３に示すように、円筒ボス部４１４の内径と対応する外径をもつ円柱状のシャンク部４４１と、このシャンク部４４１の下部に形成された大径フランジ部４４２とを備える。この撃打力伝達達部材４４の頂面４４ａは、平坦面とされているとともに、この頂面４４ａには、所定深さの円形孔の形態とされた凹陥部４４ｂが形成されている。図３において符号４１４Ａは、Ｏリングを示す。
【００３５】
図３に示すように、撃打力伝達部材４４は、大径フランジ部４４２が円筒ボス部４１４の底部に当接することにより、基端側への移動が規制されて上動位置が規定される。そうして、図２に良く表れているように、この撃打力伝達部材４４の上動位置は、その平坦な頂面４４ａがガイド面４１１，４１２の弦をなすように設定される。
【００３６】
穴開け作業体５０は、撃打力伝達部材４４の下方（先端側）に設けられ、図２〜図４に表れているように、撃打力伝達部材４４から撃打力を受けるシャフト部５１と、ジョイント部５２と、中空部５３と、先端部５４とを備える。シャフト部５１は、ハウジング４１の円筒ボス部４１４の下端に固定されたホルダ４１５に対して軸線方向にスライド可能に挿通するとともに、後述する補助撃打力伝達機構６０の振動伝達体６２３にも挿通している。シャフト部５１の側面には、その軸方向所定長さにわたって凹部５１ａが形成されており、かつ、振動伝達体６２３には、凹部５１ａ内に進入して凹部５１ａの長手方向両端壁に係合可能なストッパピン６２４が設けられている。このストッパピン６２４と凹部５１ａとにより、穴開け作業体５０は、その回転動作が規制されるとともに、振動伝達体６２３に対する相対的な往復移動行程が一定距離に規制される。
【００３７】
ジョイント部５２は、シャフト部５１と中空部５３とを接続するためのものであり、基端側の開口５２ａにはシャフト部５１の先端が嵌挿され、先端側の筒部５２ｂには、中空部５３の基端（上端）が外嵌されている。
【００３８】
中空部５３は、軸線方向において一定外径および所定の軸方向長さを有しており、たとえば鋼管などの金属製パイプからなる。中空部５３の外径および軸方向長さは、地面に差し込むべき杭のサイズに対応した寸法とされている。中空部５３の具体的な寸法を挙げると、たとえば外径がφ２０〜７０ｍｍ程度、軸方向長さが３０〜７０ｃｍ程度とされる。中空部５３は、上記したようにジョイント部５２を介してシャフト部５１の先端側に接続されている。
【００３９】
先端部５４は、中空部５３の先端（下端）に対してこの先端開口を塞ぐように接続されており、先細り状とされている。上記構成のシャフト部５１、ジョイント部５２、中空部５３、および先端部５４は、たとえば鉄系金属からなる鋼材であり、外周部を溶接することによって一体接合されている。
【００４０】
なお、本実施形態では、撃打力伝達部材４４と穴開け作業体５０とは分離しているが、このような構成に代えて、撃打力伝達部材４４と穴開け作業体５０とが一体的に連結された構成を採用することもできる。
【００４１】
補助撃打力伝達機構６０は、図２および図３に示すように、ハウジング４１に設けられた補助撃打力伝達部材６１と、振動伝達用枠体６２とを備える。ハウジング４１の周壁部材４１Ａには、その基端側位置において、外方に延出し、かつハウジング４１の内部空間に連通する、円筒ボス部４１６が形成されており、補助撃打力伝達部材６１は、この円筒ボス部４１６に軸方向移動可能に保持されている。円筒ボス部４１６は、回転体４２の回転支軸４２３，４２４を挟んで円筒ボス部４１４に対向する基端側位置に設けられている。また、この円筒ボス部４１６の軸線は、円筒ボス部４１４の軸線と略一致させられている。
【００４２】
補助撃打力伝達部材６１は、円筒ボス部４１６の内径と対応する外径をもつ円柱状のシャンク部６１１と、このシャンク部６１１の上部に形成された大径フランジ部６１２とを備える。この補助撃打力伝達部材６１の頂面６１ａは、平坦面とされているとともに、この頂面６１ａには、円形状の形態とされた凹陥部６１ｂが形成されている。図２において符号４１６Ａは、Ｏリングを示す。
【００４３】
図２に示すように、円筒ボス部４１６の上端と大径フランジ部６１２との間には、圧縮コイルバネからなるバネ部材６３がシャンク部６１１の外周部に巻回された状態で介装されている。このバネ部材６３は、補助撃打力伝達部材６１を上方に付勢するためのものであり、通常時には、補助撃打力伝達部材６１の頂面６１ａは、撃打体４３と干渉しないように基端側に退避している。
【００４４】
図５に示すように、補助撃打力伝達部材６１は、大径フランジ部６１２とシャンク部６１１の間の段部が円筒ボス部４１６の上部に当接することにより、先端側への移動が規制されて下動位置が規定される。また、この補助撃打力伝達部材６１の下動位置は、平坦な頂面６１ａが周壁部材４１Ａのガイド面４１１，４１２の弦をなすように設定される。したがって、この補助撃打力伝達部材６１は、下動位置にあるときには、回転体４２の回転動作にともなって旋回する撃打体４３の外周面と干渉可能になっている。
【００４５】
振動伝達用枠体６２は、一対のロッドからなる連結体６２１と、各連結体６２１の上端どうしを連結する振動付与体６２２と、各連結体６２１の下端どうしを連結する振動伝達体６２３とを備え、矩形枠状とされている。一対の連結体６２１は、ハウジング４１に設けられた一対の貫通孔４１７にそれぞれスライド移動可能に挿通している。振動伝達体６２３には、貫通孔６２３ａが形成されており、この貫通孔６２３ａに上述の穴開け作業体５０のシャフト部５１が挿通されている。また、振動伝達体６２３の適所には、貫通孔６２３ａにつながる凹部６２３ｂが形成されており、この凹部６２３ｂに上述のストッパピン６２４が嵌合固定されている。
【００４６】
上記構成の穴開け作業機１において、ハウジング４１を構成する部材のうち内周にガイド面４１１，４１２をもつ周壁部材４１Ａ、回転体４２、撃打体４３、撃打力伝達部材４４、補助撃打力伝達部材６１は、鉄系の硬質材料によって形成し、表面に硬化処理を施すことが望ましい。ハウジング４１を構成する部材のうち側壁部材４１Ｂについては、直接衝撃が作用することがないため、アルミニウム等の軽量の材質で形成することができる。
【００４７】
次に、上記構成の穴開け作業機１の使用方法および作用について説明する。
【００４８】
地面に対して穴開け作業を行うに際しては、図６に示すように、まず、作業者が上部ハンドル３１およびグリップハンドル３３を握って穴開け作業機１全体を支持するとともに、穴開け作業体５０の先端部５４を穴開けの対象となる地面に突き当てる。
【００４９】
このようにすると、ハウジング４１は自重により先端側（下方）に沈み込むので、図２に表れているように、撃打力伝達部材４４および穴開け作業体５０は、ハウジング４１に対して基端側に移動して往復移動行程の最上端に位置することになり、撃打力伝達部材４４の大径フランジ部４４２の下端面と穴開け作業体５０のシャフト部５１の上端面とが当接する。この状態で操作レバー３２を操作してエンジン１０の回転数を上げていくと、図示しないクラッチ装置の作動により、エンジン１０の回転出力が伝動軸２０に伝達され、この伝動軸２０の回転によってハウジング４１内の回転体４２が回転駆動される。この回転体４２の回転数は、たとえば、５０００ｒｐｍ以上とすることができる。
【００５０】
回転体４２が回転すると、そのフランジ４２１に設けた切り欠き４２１ａの内面が撃打体４３の円柱状小径部４３２を押すことにより、撃打体４３は、その円柱状大径部４３１がガイド面４１１，４１２を転動するようにして旋回移動する。
【００５１】
撃打力伝達部材４４は、その頂面４４ａがガイド面４１１，４１２の弦をなすように位置づけられているため、回転体４２が１回転するごとに、上記のように高速旋回する撃打体４３が撃打力伝達部材４４の頂面４４ａに接触転動する。このとき、撃打体４３には強大な遠心力が作用しているため、この遠心力の作用が助成されて、撃打力伝達部材４４をその下方に向けて衝撃的に押下する。このようにして、撃打力伝達部材４４には、下向きの高周波数の繰り返し撃打力が連続的に作用する。このような下向きの連続撃打力により、図７に示すように、穴開け作業体５０の先端に位置する先端部５４は、地中に打ち込まれる。
【００５２】
ここで、穴開け作業体５０の先端部５４は先細り状とされている。このため、土質が硬質である場合でも、撃打体４３から撃打力伝達部材４４を介して受ける連続的な撃打力によって、穴開け作業体５０は土中を突き進むことができる。そして、穴開け作業体５０が土中に押し込まれるのに伴い、一定外径および所定の軸方向長さを有する中空部５３によって、土中には所定形状の穴（下穴）が形成される。中空部５３の外径および長さを比較的大きい寸法とすれば、比較的大きい平面サイズの下穴を土中深くまで形成することが可能である。なお、穴開け作業体５０は、穴を形成するための部分が中空部５３であることから、外径および軸方向長さを大きくしても重量化を抑制することができる。穴開け作業体５０の重量化の抑制は、穴開け作業体５０が受ける撃打力を効率よく土中に及ぼすことを可能にし、穴開け作業の効率向上に寄与する。
【００５３】
このように地面に対して穴開け作業体５０の打ち込み作業を行っている状態においては、補助撃打力伝達部材６１は、バネ部材６３の付勢力によりハウジング４１に対して基端側（上方）に変位させられており、補助撃打力伝達部材６１の頂面６１ａと撃打体４３とは干渉しない。したがって、補助撃打力伝達部材６１は、穴開け作業体５０の打ち込み作業において何ら妨げとなることはない。
【００５４】
なお、地面が硬質であるほど、撃打力伝達部材４４の頂面４４ａに接触転動する撃打体４３は反発力を受ける。このような反発力が作用しても、撃打体４３は切り欠き４２１ａに案内されて回転体４２の半径方向内方に退避することができる。次の瞬間には遠心力によってこの撃打体４３は、再度ガイド面４１１，４１２に衝突させられる。しかしながら、ガイド面４１１，４１２には、撃打体４３の円柱状大径部４３１の両端部が接触する帯状領域４１１ａ，４１２ａが形成され、両帯状領域４１１ａ，４１２ａ間には凹入部４１３が形成されているため、上記した撃打体４３の再度のガイド面４１１，４１２に対する衝突による衝撃が緩和される。これにより、撃打体４３が必要以上に異常振動したり、ガイド面４１１，４１２が衝撃によって破損するといった事態が回避され、回転体４２の円滑な高速回転が維持される。
【００５５】
一方、穴開け作業体５０を土中の所望の深さまで打ち込んだ後に土中から引き抜く際には、穴開け作業体５０に、土との摩擦力によって引き抜き方向すなわち基端側に向かう方向への移動を阻止する力が作用する。ここで、穴開け作業体５０を地面から引き抜くために、作業者が上部ハンドル３１やグリップハンドル３３を持ち上げることによりハウジング４１が引き上げられると、穴開け作業体５０はハウジング４１に対して先端側に移動し、振動伝達体６２３は、ストッパピン６２４によって穴開け作業体５０との相対移動が阻止された状態で、穴開け作業体５０とともにハウジング４１に対して先端側に移動する。そうすると、振動伝達用枠体６２を構成する振動付与体６２２は、補助撃打力伝達部材６１に当接しながらハウジング４１に対して先端側に移動する。その結果、補助撃打力伝達部材６１は、バネ部材６３の付勢力に抗してハウジング４１に対して先端側に移動し、その頂面６１ａが撃打体４３に干渉する状態となる（図５参照）。この状態においてエンジン１０の回転数を上げると、打ち込み作業の場合と同様に、撃打体４３は、ガイド面４１１，４１２を転動するように旋回移動する。
【００５６】
補助撃打力伝達部材６１は、その頂面６１ａがガイド面４１１，４１２の弦をなすように位置づけられているので、回転体４２が１回転するごとに、高速旋回する撃打体４３が補助撃打力伝達部材６１の頂面６１ａに接触転動する。このとき、撃打体４３には強大な遠心力が作用しているため、この遠心力の作用が助成されて、補助撃打力伝達部材６１をその軸方向上方に向けて衝撃的に押し上げる。このようにして、補助撃打力伝達部材６１には、上向きの高周波数の繰り返し撃打力が連続的に作用する。補助撃打力伝達部材６１に作用する上向きの撃打力は、振動付与体６２２、各連結体６２１、および振動伝達体６２３を介して穴開け作業体５０にも作用する。したがって、作業者による通常の引き抜き力に加えて引き抜き方向への撃打力が穴開け作業体５０に作用することになり、その結果、穴開け作業体５０を土中から引き抜く作業を容易に行うことができる。なお、この際、撃打力伝達部材４４の頂面４４ａは、撃打体４３とは干渉しないようになっている。
【００５７】
穴開け作業体５０を土中から引き抜いた後は、地面には所望サイズの下穴が開いた状態となる。ここで、穴開け作業体５０は、穴を形成するための中空部５３が一定外径を有して軸線方向において一様であることから、穴開け作業体５０を土中から引き抜く際に穴開け作業体５０に同伴して土が持ち上げられることは抑制され、下穴の形成後に当該下穴に土が逆戻りするといった不都合は防止される。このようにして形成された下穴に対して、丸太やパイプ材などの杭をスムーズに差し込むことができる。このようなことから理解されるように、本実施形態の穴開け作業機１は、丸太やパイプ材などの杭を土中の比較的深くまで差し込むのに適している。
【００５８】
もちろん、この発明の範囲は上記した実施形態に限定されるものではない。本願発明は、上記実施形態でいえば、穴開け作業体５０や補助撃打力伝達機構６０の構成に特徴を有するものであり、ハウジング４１内の回転体４２を回転させるための構成や、撃打体４３を旋回させるための構成は種々変更が可能である。
【００５９】
また、実施形態では、回転体４２に対し、その周方向の１箇所に撃打体４３を保持させているが、回転体４２に対し、その周方向の複数箇所、たとえば、１８０°毎に２箇所、１２０°毎に３箇所に切り欠き４２１ａを設け、その切り欠き４２１ａのそれぞれに撃打体４３を保持させるようにしてもよい。このようにすることにより、回転体４２を同じ回転数で回転させても、２倍、あるいは３倍の高周波数で撃打力伝達部材４４あるいは補助撃打力伝達部材６１に軸方向の連続的な繰り返し撃打力を作用させることができ、作業効率をさらに高めることが可能となる。
【符号の説明】
【００６０】
１ 穴開け作業機
１０ エンジン
２０ 伝動軸
３０ 筒状体
４０ 撃打機構
４１ ハウジング
４２ 回転体
４３ 撃打体
４４ 撃打力伝達部材
５０ 穴開け作業体
５１ シャフト部
５３ 中空部
５４ 先端部
６０ 補助撃打力伝達機構
６１ 補助撃打力伝達部材
６２ 振動伝達用枠体
６３ バネ部材（弾性体）
６２１ 連結体
６２２ 振動付与体
６２３ 振動伝達体
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、穴開け作業機に関し、たとえば丸太やパイプ材などの杭を土中に差し込むための下穴を開ける作業に用いる穴開け作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
農業や建築業などの分野においては、土中に丸太やパイプ材などの杭を打ち込む作業が必要とされる場合がよくある。たとえば、農業においては、防獣ネットやビニールハウスのシートを張るために丸太やパイプ材などの支柱を土中に打ち込む必要がある。また、果樹園では、成熟して重量が増した果実が強風によって収穫前に落下するのを防止するべく、本願の図８に示すように、杭９０を土中に打ち込んでこの杭９０に果実が付いた枝９１をくくり付ける場合がある。
【０００３】
防獣ネットは、動物が飛び越えて侵入するのを防止するために、その高さを２ｍ前後以上に設定する場合がある。ビニールハウスについても内部空間を大きく確保するために高さが２ｍ以上に及ぶ場合がある。また、果実を付けた枝を支えるための杭としても、２ｍ以上に及ぶ場合がある。このような場合、杭打ち作業を手作業で行うには、たとえば足場を設けて杭の上端をハンマなどを用いて撃打することにより土中に打ち込む必要があり、作業者への負担が大きい。また、１シーズン中に各農家が打ち込む杭の本数は数千本以上にも及ぶことがあり、この場合、杭打ち作業の負担は極めて大きく、作業性も悪い。
【０００４】
これに対し、杭などの対象物に対して撃打力を付与するように構成された撃打作業機が知られている（たとえば特許文献１参照）。特許文献１に開示された撃打作業機は、同文献の図１〜図３に示されるように、駆動源としてのエンジン（２）と、エンジン（２）からの回転出力を伝動するための伝動軸（３０）が内部に嵌挿された筒状体（３）と、筒状体（３）の先端に設けられた撃打機構（４）とを備えている。この撃打機構（４）は、エンジン（２）からの回転出力によってハウジング（４０）内で回転駆動される回転体（４１）と、この回転体（４１）の偏心位置に保持された撃打体（４２）と、ハウジング（４０）の先端側部位に往復運動可能に支持された撃打作業体（４３）とを備えて構成されている。また、ハウジング（４０）の先端部には筒状保持部材（４８）が連結されている。この筒状保持部材（４８）によって杭などの対象物（５）の上端が撃打作業体（４３）と位置合わせされる。エンジン（２）の駆動により回転体（４１）が回転すると、この回転に伴って撃打体（４２）がハウジング（４０）内で旋回させられ、撃打作業体（４３）を介して対象物（５）に撃打力を連続的に付与することができる（本願の図９参照）。このような撃打作業機によれば、対象物の撃打すべき部位が比較的高所であっても、杭打ち作業を、作業者の負担を軽減しつつ効率よく行うことができる。
【０００５】
長尺な杭を土中に打ち込む場合には、杭の転倒などの不具合を防止する観点から、土中への打ち込み深さを比較的深くすること（たとえば５０ｃｍ程度の深さ）が要求される。しかしながら、上記構成の撃打作業機を用いてたとえば５０ｃｍ程度の深さまで杭を打ち込むには、不都合があった。すなわち、５０ｃｍ程度の深さになると土質が硬質になる場合があり、撃打作業機からの連続撃打力をもってしても丸太やパイプ材などの杭を適切に打ち込むことができないといった事態が生じ得た。また、このような場合に杭打ち作業を継続すると、繰り返し撃打力を受ける杭の上端部分が損傷したり、あるいは撃打作業機の筒状体などに無理な負荷が作用して撃打作業機が損傷するといった不都合も生じ得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２３１５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本願発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、丸太やパイプ材などの杭を土中の比較的深くまで差し込むのに適した作業機を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を採用している。
【０００９】
すなわち、本願発明によれば穴開け作業機が提供される。この穴開け作業機は、ハウジングと、駆動源からの動力によって上記ハウジング内で回転駆動させられる回転体と、上記回転体の回転によって上記ハウジング内で旋回させられる撃打体と、上記ハウジングの先端側部位において先端側および基端側を結ぶ軸線方向に往復移動可能に支持された撃打力伝達部材と、上記撃打力伝達部材に対して上記ハウジングの先端側に位置する穴開け作業体と、を備えた穴開け作業機であって、上記穴開け作業体は、上記ハウジングに対して上記軸線方向に往復移動可能に支持されて上記撃打力伝達部材から撃打力を受けるシャフト部と、このシャフト部につながるとともに上記軸線方向において一定外径および所定長さを有する中空部と、この中空部につながる先細り状の先端部とを有し、上記穴開け作業体が上記ハウジングに対して基端側に移動した時に、上記撃打体から上記撃打力伝達部材を介して上記穴開け作業体に先端側への撃打力が付与されるように構成されており、上記穴開け作業体が上記ハウジングに対して所定距離先端側に移動した時に、上記撃打体から基端側に向かう撃打力を受けてその撃打力を上記穴開け作業体に伝達させる補助撃打力伝達機構をさらに備えることを特徴としている。
【００１０】
本願発明の作業機によれば、杭を土中に直接打ち込むのではなく、杭を土中に差し込むための下穴を開けることができる。具体的には、地面への穴開け時には、作業者が作業機を支持して穴開け作業体の先端を地面に押し付けると、穴開け作業体およびこれに撃打力を与える撃打力伝達部材がハウジングに対して基端側に移動する。このとき、ハウジング内を旋回している撃打体から撃打力伝達部材を介して穴開け作業体に先端側への撃打力が周期的（連続的）に付与される状態にある。その結果、穴開け作業体は、振動を伴って土中に押し込まれていく。
【００１１】
ここで、穴開け作業体は、その先端部が先細り状であるので、土質が硬質である場合でも撃打体から受ける連続的な撃打力によって土中を突き進むことができる。穴開け作業体が土中に押し込まれるのに伴い、一定外径および所定の軸線方向長さを有する中空部によって、土中には所定形状の穴（下穴）が形成される。中空部の外径および軸線方向の長さは、差し込むべき杭のサイズに対応した寸法とすればよい。中空部の外径および長さを比較的大きい寸法とすれば、比較的大きい平面サイズの下穴を土中深くまで形成することも可能である。また、穴開け作業体は、穴を形成するための部分が中空部であることから、外径および軸線方向長さを大きくしても重量化を抑制することができる。
【００１２】
一方、穴開け作業体を土中から引き抜く時には、穴開け作業体に、土との摩擦力によって引き抜き方向すなわち基端側に向かう方向への移動を阻止する力が作用する。したがって、穴開け作業体は土中においてそのままの位置に拘束され、作業機を引き上げると、ハウジングのみが基端側に移動して、穴開け作業体はハウジングに対して先端側に移動することになる。そして、穴開け作業体がハウジングに対して所定距離先端側に移動した時点で、補助撃打力伝達機構が、撃打体からの基端側に向かう撃打力を受け、かつその撃打力を土中に拘束されている穴開け作業体に伝達させる。この場合、穴開け作業体はハウジングに対して先端側に移動していることから、撃打体から穴開け作業体に対する先端側への撃打力の付与は断たれた状態になる。
【００１３】
このように、補助撃打力伝達機構の動作により、穴開け作業時には穴開け作業体に先端側への撃打力を作用させる撃打体が、引き抜き作業時には、補助撃打力伝達機構を介して土中に拘束されている穴開け作業体に基端側への撃打力を作用させることになる。したがって、作業者による通常の引き抜き力に加えて引き抜き方向への撃打力が穴開け作業体に作用することになり、土中への下穴の形成を適切に行った後に、穴開け作業体を円滑かつ容易に土中から引き抜くことが可能になる。
【００１４】
穴開け作業体を土中から引き抜いた後は、地面には所望サイズの下穴が開いた状態となる。ここで、穴開け作業体は、穴を形成するための中空部が一定外径を有して軸線方向において一様であることから、穴開け作業体を土中から引き抜く際に当該穴開け作業体に同伴して土が持ち上げられることは抑制され、下穴の形成後に当該下穴に土が逆戻りするといった不都合は防止される。このようにして形成された下穴に対して、丸太やパイプ材などの杭をスムーズに差し込むことができる。
【００１５】
好ましい実施の形態においては、上記補助撃打力伝達機構は、上記ハウジングの基端側部位において上記軸線方向に往復移動可能に支持されて先端側への移動時に上記撃打体から撃打力を付与される補助撃打力伝達部材と、上記ハウジングの基端側に配置されて上記補助撃打力伝達部材を先端側に移動させることにより上記補助撃打力伝達部材から基端側に対する振動を付与される振動付与体と、上記ハウジングの先端側に配置されて上記ハウジングに対して先端側に移動することにより上記穴開け作業体に対してその移動を阻止した状態で基端側への振動を伝達する振動伝達体と、上記ハウジングに対して上記軸線方向に沿って移動可能に支持されて上記振動付与体と上記振動伝達体とを連結する連結体と、上記補助撃打力伝達部材を上記ハウジングに対して基端側に付勢する弾性体と、を備えている。この場合において、好ましくは、上記連結体は少なくとも２個備えられており、これら連結体と上記振動付与体と上記振動伝達体とは、矩形枠状に組み立てられている。
【００１６】
このような構成によれば、上記作業機の引き抜き時にハウジングに対して穴開け作業体が所定距離先端側に移動した場合には、補助撃打力伝達機構の構成要素である補助撃打力伝達部材に対して撃打体から基端側への撃打力が付与され、かつその撃打力は振動付与体に伝達される。そして、この振動付与体は連結体を介して振動伝達体に連結されていることから、振動付与体に付与された基端側への撃打力は、振動伝達体から穴開け作業体に伝達される。
【００１７】
補助撃打力伝達部材は、弾性体によりハウジングに対して基端側に付勢されているので、作業機を地面に押し付けて行う穴開け作業時において穴開け作業体がハウジングに対して基端側に移動する場合には、弾性体の付勢力が勝ることによって補助撃打力伝達部材および振動付与体がハウジングに対して基端側に移動した状態になる。このとき、補助撃打力伝達部材が先端側に移動することはないので、撃打体から基端側への撃打力が補助撃打力伝達部材に付与されることはない。
【００１８】
一方、上記作業機の引き抜き時において、穴開け作業体の基端側への移動が阻止された状態でハウジングのみが基端側に移動した場合には、振動伝達体ないし振動付与体がハウジングとの連係動を阻止された状態にある。このため、振動付与体は、補助撃打力伝達部材に当接しながら弾性体の付勢力に抗してハウジングに対して先端側に相対移動し、補助撃打力伝達部材を先端側に移動させる。この結果、補助撃打力伝達部材から振動付与体に対して基端側への撃打力が付与されるとともに、これに起因して振動伝達体から穴開け作業体に基端側への振動が伝達され、この振動によって穴開け作業体は容易に引き抜かれることになる。
【００１９】
好ましい実施の形態においては、上記穴開け作業体は金属からなり、上記シャフト部と上記中空部と上記先端部とは、溶接によって一体接合されている。
【００２０】
このような構成によれば、所定の強度および耐久性を有する穴開け作業体を、容易に作製することができる。
【００２１】
本願発明のその他の特徴および利点は、図面を参照して以下に行う詳細な説明から、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本願発明に係る穴開け作業機の一例を示す全体斜視図である。
【図２】図１のII−II線に沿う断面図である。
【図３】図２のIII−III線に沿う断面図である。
【図４】図１に示す穴開け作業機の部分拡大断面図である。
【図５】図１に示す穴開け作業機を使用している状態を説明するための図２と同様の断面図である。
【図６】図１に示す穴開け作業機を使用している状態の図である。
【図７】図１に示す穴開け作業機を使用している状態の図である。
【図８】杭の使用例を示す図である。
【図９】従来の撃打作業機を使用している状態の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本願発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
【００２４】
図１は、本願発明の一実施形態に係る穴開け作業機１の全体図であり、図２は、図１のII−II線に沿う断面図であり、図３は、図２のIII−III線に沿う断面図である。なお、図２以降の図面においては、各図面における上側が基端側であり、下側が先端側である。
【００２５】
図１〜図３に示すように、穴開け作業機１は、エンジン１０と、このエンジン１０からの回転出力を伝動するための伝動軸２０が内部に収容された筒状体３０と、この筒状体３０の先端部に設けられた撃打機構４０と、穴開け作業体５０と、補助撃打力伝達機構６０と、を備えて構成されている。穴開け作業機１は、丸太やパイプ材などの杭を地面に差し込むのに先立ち、地面に下穴を形成するのに使用されるものである。
【００２６】
図１に良く表れているように、エンジン１０は、筒状体３０に取り付けられて枠状に形成された上部ハンドル３１によって囲まれており、この上部ハンドル３１には、エンジン１０からの回転出力を制御するための操作レバー３２が設けられている。上部ハンドル３１よりも下方には、グリップハンドル３３が設けられている。穴開け作業機１は、グリップハンドル３３と上部ハンドル３１とを作業者が把持した状態で操作レバー３２を操作することにより、撃打機構４０に伝達される回転出力を調整しながら作業を行うことができるように構成されている。
【００２７】
図２および図３に示すように、撃打機構４０は、エンジン１０からの回転出力によってハウジング４１の内部で回転させられる回転体４２と、この回転体４２に保持されて旋回させられる撃打体４３と、ハウジング４１にその先端側方向および基端側方向を結ぶ軸線方向に所定距離内で往復移動可能に支持された撃打力伝達部材４４を備えて構成されている。
【００２８】
図３に示すように、回転体４２は、所定距離離間して配置された２つのフランジ４２１を有しており、このフランジ４２１は、連結部４２２によって一体に連結されている。また、各フランジ４２１の各外側面には、同一軸線をもった回転支軸４２３，４２４が突設されている。一方の回転支軸４２３はベアリング４２５を介して、もう一方の回転支軸４２４はベアリング４２６を介して、それぞれハウジング４１の両側壁に対して回転可能に支持されており、回転支軸４２４の一端部には、傘歯車４２４Ａが取り付けられている。すなわち、上記エンジン１０からの回転出力は、上記伝動軸２０を介して上記筒状体３０の先端側まで伝動され、伝動軸２０の先端部に取り付けられた傘歯車２１と上記傘歯車４２４Ａとの噛み合わせによって回転体４２が回転駆動させられるように構成されている。
【００２９】
図２に示すように、回転体４２の２つのフランジ４２１には、外周縁において開口する切り欠き４２１ａが形成されている。この切り欠き４２１ａは、一定幅を有してフランジ４２１の半径方向内方にいたっており、かつ、底部４２１ｂは円弧内面状となっている。この切り欠き４２１ａには、撃打体４３の両端部が遊装保持されるが、この点については後述する。
【００３０】
ハウジング４１は、全体として、円筒状の内部空間を有するように、円筒状の周壁部材４１Ａと、この周壁部材４１Ａを両側から挟むように位置する略円形の側壁部材４１Ｂとを有している。両側壁部材４１Ｂには、上記したように、回転体４２の回転支軸４２３，４２４が回転可能に支持されている。また、周壁部材４１Ａの内周には、回転体４２の回転中心軸（回転支軸４２３，４２４の軸心）を中心とする円筒内面状のガイド面４１１，４１２が形成されている。
【００３１】
撃打体４３は、図３に示すように、上記２つのフランジ４２１間の寸法と対応した軸方向寸法を有する円柱状大径部４３１と、この円柱状大径部４３１の軸方向両端部から同軸状に延出する円柱状小径部４３２をもって形成されている。円柱状小径部４３２の外径は、フランジ４２１に形成した切り欠き４２１ａの幅寸法と対応しており、この円柱状小径部４３２の軸方向長さは、ほぼフランジ４２１の厚み寸法と対応している。そしてこの撃打体４３は、図２および図３に示すように、円柱状大径部４３１が両フランジ４２１間に位置するようにして、両円柱状小径部４３２が両フランジ４２１の切り欠き４２１ａにそれぞれ係合させられる。なお、このように円柱状小径部４３２が切り欠き４２１ａに係合させられた状態において、撃打体４３は回転自由かつ、切り欠き４２１ａの延びる方向に沿って移動自由である。
【００３２】
ハウジング４１の周壁部材４１Ａの内周面に形成されたガイド面４１１，４１２は、少なくとも、撃打体４３の円柱状大径部４３１の軸方向両端部に接触可能な２つの帯状領域４１１ａ，４１２ａを備える。また、この２つの帯状領域４１１ａ，４１２ａを挟む領域には、ガイド面４１１，４１２より凹入する凹入部４１３が形成されている。この凹入部４１３は、周壁部材４１Ａの内周の全周にわたって連続的に形成されていてもよいし、周方向に分散させて形成してもよい。この凹入部４１３には、グリス等の潤滑剤が滞留保持される。
【００３３】
図３に示すように、ハウジング４１の周壁部材４１Ａには、その先端側位置において、外方に延出し、かつハウジング４１の内部空間に連通する円筒ボス部４１４が形成されている。この円筒ボス部４１４の軸線は、ほぼ、回転体４２の回転中心軸（回転支軸４２３，４２４）に対して直交する、回転体４２の半径方向に延びるように形成されている。また、この円筒ボス部４１４は、撃打体４３の円柱状大径部４３１の軸方向中心位置と対応するようにして形成されている。
【００３４】
円筒ボス部４１４には、撃打力伝達部材４４が軸線方向移動可能に保持されている。撃打力伝達部材４４は、図２および図３に示すように、円筒ボス部４１４の内径と対応する外径をもつ円柱状のシャンク部４４１と、このシャンク部４４１の下部に形成された大径フランジ部４４２とを備える。この撃打力伝達達部材４４の頂面４４ａは、平坦面とされているとともに、この頂面４４ａには、所定深さの円形孔の形態とされた凹陥部４４ｂが形成されている。図３において符号４１４Ａは、Ｏリングを示す。
【００３５】
図３に示すように、撃打力伝達部材４４は、大径フランジ部４４２が円筒ボス部４１４の底部に当接することにより、基端側への移動が規制されて上動位置が規定される。そうして、図２に良く表れているように、この撃打力伝達部材４４の上動位置は、その平坦な頂面４４ａがガイド面４１１，４１２の弦をなすように設定される。
【００３６】
穴開け作業体５０は、撃打力伝達部材４４の下方（先端側）に設けられ、図２〜図４に表れているように、撃打力伝達部材４４から撃打力を受けるシャフト部５１と、ジョイント部５２と、中空部５３と、先端部５４とを備える。シャフト部５１は、ハウジング４１の円筒ボス部４１４の下端に固定されたホルダ４１５に対して軸線方向にスライド可能に挿通するとともに、後述する補助撃打力伝達機構６０の振動伝達体６２３にも挿通している。シャフト部５１の側面には、その軸方向所定長さにわたって凹部５１ａが形成されており、かつ、振動伝達体６２３には、凹部５１ａ内に進入して凹部５１ａの長手方向両端壁に係合可能なストッパピン６２４が設けられている。このストッパピン６２４と凹部５１ａとにより、穴開け作業体５０は、その回転動作が規制されるとともに、振動伝達体６２３に対する相対的な往復移動行程が一定距離に規制される。
【００３７】
ジョイント部５２は、シャフト部５１と中空部５３とを接続するためのものであり、基端側の開口５２ａにはシャフト部５１の先端が嵌挿され、先端側の筒部５２ｂには、中空部５３の基端（上端）が外嵌されている。
【００３８】
中空部５３は、軸線方向において一定外径および所定の軸方向長さを有しており、たとえば鋼管などの金属製パイプからなる。中空部５３の外径および軸方向長さは、地面に差し込むべき杭のサイズに対応した寸法とされている。中空部５３の具体的な寸法を挙げると、たとえば外径がφ２０〜７０ｍｍ程度、軸方向長さが３０〜７０ｃｍ程度とされる。中空部５３は、上記したようにジョイント部５２を介してシャフト部５１の先端側に接続されている。
【００３９】
先端部５４は、中空部５３の先端（下端）に対してこの先端開口を塞ぐように接続されており、先細り状とされている。上記構成のシャフト部５１、ジョイント部５２、中空部５３、および先端部５４は、たとえば鉄系金属からなる鋼材であり、外周部を溶接することによって一体接合されている。
【００４０】
なお、本実施形態では、撃打力伝達部材４４と穴開け作業体５０とは分離しているが、このような構成に代えて、撃打力伝達部材４４と穴開け作業体５０とが一体的に連結された構成を採用することもできる。
【００４１】
補助撃打力伝達機構６０は、図２および図３に示すように、ハウジング４１に設けられた補助撃打力伝達部材６１と、振動伝達用枠体６２とを備える。ハウジング４１の周壁部材４１Ａには、その基端側位置において、外方に延出し、かつハウジング４１の内部空間に連通する、円筒ボス部４１６が形成されており、補助撃打力伝達部材６１は、この円筒ボス部４１６に軸方向移動可能に保持されている。円筒ボス部４１６は、回転体４２の回転支軸４２３，４２４を挟んで円筒ボス部４１４に対向する基端側位置に設けられている。また、この円筒ボス部４１６の軸線は、円筒ボス部４１４の軸線と略一致させられている。
【００４２】
補助撃打力伝達部材６１は、円筒ボス部４１６の内径と対応する外径をもつ円柱状のシャンク部６１１と、このシャンク部６１１の上部に形成された大径フランジ部６１２とを備える。この補助撃打力伝達部材６１の頂面６１ａは、平坦面とされているとともに、この頂面６１ａには、円形状の形態とされた凹陥部６１ｂが形成されている。図２において符号４１６Ａは、Ｏリングを示す。
【００４３】
図２に示すように、円筒ボス部４１６の上端と大径フランジ部６１２との間には、圧縮コイルバネからなるバネ部材６３がシャンク部６１１の外周部に巻回された状態で介装されている。このバネ部材６３は、補助撃打力伝達部材６１を上方に付勢するためのものであり、通常時には、補助撃打力伝達部材６１の頂面６１ａは、撃打体４３と干渉しないように基端側に退避している。
【００４４】
図５に示すように、補助撃打力伝達部材６１は、大径フランジ部６１２とシャンク部６１１の間の段部が円筒ボス部４１６の上部に当接することにより、先端側への移動が規制されて下動位置が規定される。また、この補助撃打力伝達部材６１の下動位置は、平坦な頂面６１ａが周壁部材４１Ａのガイド面４１１，４１２の弦をなすように設定される。したがって、この補助撃打力伝達部材６１は、下動位置にあるときには、回転体４２の回転動作にともなって旋回する撃打体４３の外周面と干渉可能になっている。
【００４５】
振動伝達用枠体６２は、一対のロッドからなる連結体６２１と、各連結体６２１の上端どうしを連結する振動付与体６２２と、各連結体６２１の下端どうしを連結する振動伝達体６２３とを備え、矩形枠状とされている。一対の連結体６２１は、ハウジング４１に設けられた一対の貫通孔４１７にそれぞれスライド移動可能に挿通している。振動伝達体６２３には、貫通孔６２３ａが形成されており、この貫通孔６２３ａに上述の穴開け作業体５０のシャフト部５１が挿通されている。また、振動伝達体６２３の適所には、貫通孔６２３ａにつながる凹部６２３ｂが形成されており、この凹部６２３ｂに上述のストッパピン６２４が嵌合固定されている。
【００４６】
上記構成の穴開け作業機１において、ハウジング４１を構成する部材のうち内周にガイド面４１１，４１２をもつ周壁部材４１Ａ、回転体４２、撃打体４３、撃打力伝達部材４４、補助撃打力伝達部材６１は、鉄系の硬質材料によって形成し、表面に硬化処理を施すことが望ましい。ハウジング４１を構成する部材のうち側壁部材４１Ｂについては、直接衝撃が作用することがないため、アルミニウム等の軽量の材質で形成することができる。
【００４７】
次に、上記構成の穴開け作業機１の使用方法および作用について説明する。
【００４８】
地面に対して穴開け作業を行うに際しては、図６に示すように、まず、作業者が上部ハンドル３１およびグリップハンドル３３を握って穴開け作業機１全体を支持するとともに、穴開け作業体５０の先端部５４を穴開けの対象となる地面に突き当てる。
【００４９】
このようにすると、ハウジング４１は自重により先端側（下方）に沈み込むので、図２に表れているように、撃打力伝達部材４４および穴開け作業体５０は、ハウジング４１に対して基端側に移動して往復移動行程の最上端に位置することになり、撃打力伝達部材４４の大径フランジ部４４２の下端面と穴開け作業体５０のシャフト部５１の上端面とが当接する。この状態で操作レバー３２を操作してエンジン１０の回転数を上げていくと、図示しないクラッチ装置の作動により、エンジン１０の回転出力が伝動軸２０に伝達され、この伝動軸２０の回転によってハウジング４１内の回転体４２が回転駆動される。この回転体４２の回転数は、たとえば、５０００ｒｐｍ以上とすることができる。
【００５０】
回転体４２が回転すると、そのフランジ４２１に設けた切り欠き４２１ａの内面が撃打体４３の円柱状小径部４３２を押すことにより、撃打体４３は、その円柱状大径部４３１がガイド面４１１，４１２を転動するようにして旋回移動する。
【００５１】
撃打力伝達部材４４は、その頂面４４ａがガイド面４１１，４１２の弦をなすように位置づけられているため、回転体４２が１回転するごとに、上記のように高速旋回する撃打体４３が撃打力伝達部材４４の頂面４４ａに接触転動する。このとき、撃打体４３には強大な遠心力が作用しているため、この遠心力の作用が助成されて、撃打力伝達部材４４をその下方に向けて衝撃的に押下する。このようにして、撃打力伝達部材４４には、下向きの高周波数の繰り返し撃打力が連続的に作用する。このような下向きの連続撃打力により、図７に示すように、穴開け作業体５０の先端に位置する先端部５４は、地中に打ち込まれる。
【００５２】
ここで、穴開け作業体５０の先端部５４は先細り状とされている。このため、土質が硬質である場合でも、撃打体４３から撃打力伝達部材４４を介して受ける連続的な撃打力によって、穴開け作業体５０は土中を突き進むことができる。そして、穴開け作業体５０が土中に押し込まれるのに伴い、一定外径および所定の軸方向長さを有する中空部５３によって、土中には所定形状の穴（下穴）が形成される。中空部５３の外径および長さを比較的大きい寸法とすれば、比較的大きい平面サイズの下穴を土中深くまで形成することが可能である。なお、穴開け作業体５０は、穴を形成するための部分が中空部５３であることから、外径および軸方向長さを大きくしても重量化を抑制することができる。穴開け作業体５０の重量化の抑制は、穴開け作業体５０が受ける撃打力を効率よく土中に及ぼすことを可能にし、穴開け作業の効率向上に寄与する。
【００５３】
このように地面に対して穴開け作業体５０の打ち込み作業を行っている状態においては、補助撃打力伝達部材６１は、バネ部材６３の付勢力によりハウジング４１に対して基端側（上方）に変位させられており、補助撃打力伝達部材６１の頂面６１ａと撃打体４３とは干渉しない。したがって、補助撃打力伝達部材６１は、穴開け作業体５０の打ち込み作業において何ら妨げとなることはない。
【００５４】
なお、地面が硬質であるほど、撃打力伝達部材４４の頂面４４ａに接触転動する撃打体４３は反発力を受ける。このような反発力が作用しても、撃打体４３は切り欠き４２１ａに案内されて回転体４２の半径方向内方に退避することができる。次の瞬間には遠心力によってこの撃打体４３は、再度ガイド面４１１，４１２に衝突させられる。しかしながら、ガイド面４１１，４１２には、撃打体４３の円柱状大径部４３１の両端部が接触する帯状領域４１１ａ，４１２ａが形成され、両帯状領域４１１ａ，４１２ａ間には凹入部４１３が形成されているため、上記した撃打体４３の再度のガイド面４１１，４１２に対する衝突による衝撃が緩和される。これにより、撃打体４３が必要以上に異常振動したり、ガイド面４１１，４１２が衝撃によって破損するといった事態が回避され、回転体４２の円滑な高速回転が維持される。
【００５５】
一方、穴開け作業体５０を土中の所望の深さまで打ち込んだ後に土中から引き抜く際には、穴開け作業体５０に、土との摩擦力によって引き抜き方向すなわち基端側に向かう方向への移動を阻止する力が作用する。ここで、穴開け作業体５０を地面から引き抜くために、作業者が上部ハンドル３１やグリップハンドル３３を持ち上げることによりハウジング４１が引き上げられると、穴開け作業体５０はハウジング４１に対して先端側に移動し、振動伝達体６２３は、ストッパピン６２４によって穴開け作業体５０との相対移動が阻止された状態で、穴開け作業体５０とともにハウジング４１に対して先端側に移動する。そうすると、振動伝達用枠体６２を構成する振動付与体６２２は、補助撃打力伝達部材６１に当接しながらハウジング４１に対して先端側に移動する。その結果、補助撃打力伝達部材６１は、バネ部材６３の付勢力に抗してハウジング４１に対して先端側に移動し、その頂面６１ａが撃打体４３に干渉する状態となる（図５参照）。この状態においてエンジン１０の回転数を上げると、打ち込み作業の場合と同様に、撃打体４３は、ガイド面４１１，４１２を転動するように旋回移動する。
【００５６】
補助撃打力伝達部材６１は、その頂面６１ａがガイド面４１１，４１２の弦をなすように位置づけられているので、回転体４２が１回転するごとに、高速旋回する撃打体４３が補助撃打力伝達部材６１の頂面６１ａに接触転動する。このとき、撃打体４３には強大な遠心力が作用しているため、この遠心力の作用が助成されて、補助撃打力伝達部材６１をその軸方向上方に向けて衝撃的に押し上げる。このようにして、補助撃打力伝達部材６１には、上向きの高周波数の繰り返し撃打力が連続的に作用する。補助撃打力伝達部材６１に作用する上向きの撃打力は、振動付与体６２２、各連結体６２１、および振動伝達体６２３を介して穴開け作業体５０にも作用する。したがって、作業者による通常の引き抜き力に加えて引き抜き方向への撃打力が穴開け作業体５０に作用することになり、その結果、穴開け作業体５０を土中から引き抜く作業を容易に行うことができる。なお、この際、撃打力伝達部材４４の頂面４４ａは、撃打体４３とは干渉しないようになっている。
【００５７】
穴開け作業体５０を土中から引き抜いた後は、地面には所望サイズの下穴が開いた状態となる。ここで、穴開け作業体５０は、穴を形成するための中空部５３が一定外径を有して軸線方向において一様であることから、穴開け作業体５０を土中から引き抜く際に穴開け作業体５０に同伴して土が持ち上げられることは抑制され、下穴の形成後に当該下穴に土が逆戻りするといった不都合は防止される。このようにして形成された下穴に対して、丸太やパイプ材などの杭をスムーズに差し込むことができる。このようなことから理解されるように、本実施形態の穴開け作業機１は、丸太やパイプ材などの杭を土中の比較的深くまで差し込むのに適している。
【００５８】
もちろん、この発明の範囲は上記した実施形態に限定されるものではない。本願発明は、上記実施形態でいえば、穴開け作業体５０や補助撃打力伝達機構６０の構成に特徴を有するものであり、ハウジング４１内の回転体４２を回転させるための構成や、撃打体４３を旋回させるための構成は種々変更が可能である。
【００５９】
また、実施形態では、回転体４２に対し、その周方向の１箇所に撃打体４３を保持させているが、回転体４２に対し、その周方向の複数箇所、たとえば、１８０°毎に２箇所、１２０°毎に３箇所に切り欠き４２１ａを設け、その切り欠き４２１ａのそれぞれに撃打体４３を保持させるようにしてもよい。このようにすることにより、回転体４２を同じ回転数で回転させても、２倍、あるいは３倍の高周波数で撃打力伝達部材４４あるいは補助撃打力伝達部材６１に軸方向の連続的な繰り返し撃打力を作用させることができ、作業効率をさらに高めることが可能となる。
【符号の説明】
【００６０】
１ 穴開け作業機
１０ エンジン
２０ 伝動軸
３０ 筒状体
４０ 撃打機構
４１ ハウジング
４２ 回転体
４３ 撃打体
４４ 撃打力伝達部材
５０ 穴開け作業体
５１ シャフト部
５３ 中空部
５４ 先端部
６０ 補助撃打力伝達機構
６１ 補助撃打力伝達部材
６２ 振動伝達用枠体
６３ バネ部材（弾性体）
６２１ 連結体
６２２ 振動付与体
６２３ 振動伝達体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
駆動源からの動力によって上記ハウジング内で回転駆動させられる回転体と、
上記回転体の回転によって上記ハウジング内で旋回させられる撃打体と、
上記ハウジングの先端側部位において先端側および基端側を結ぶ軸線方向に往復移動可能に支持された撃打力伝達部材と、
上記撃打力伝達部材に対して上記ハウジングの先端側に位置する穴開け作業体と、を備えた穴開け作業機であって、
上記穴開け作業体は、上記ハウジングに対して上記軸線方向に往復移動可能に支持されて上記撃打力伝達部材から撃打力を受けるシャフト部と、このシャフト部につながるとともに上記軸線方向において一定外径および所定長さを有する中空部と、この中空部につながる先細り状の先端部とを有し、
上記穴開け作業体が上記ハウジングに対して基端側に移動した時に、上記撃打体から上記撃打力伝達部材を介して上記穴開け作業体に先端側への撃打力が付与されるように構成されており、
上記穴開け作業体が上記ハウジングに対して所定距離先端側に移動した時に、上記撃打体から基端側に向かう撃打力を受けてその撃打力を上記穴開け作業体に伝達させる補助撃打力伝達機構をさらに備えることを特徴とする、穴開け作業機。
【請求項２】
上記補助撃打力伝達機構は、上記ハウジングの基端側部位において上記軸線方向に往復移動可能に支持されて先端側への移動時に上記撃打体から撃打力を付与される補助撃打力伝達部材と、上記ハウジングの基端側に配置されて上記補助撃打力伝達部材を先端側に移動させることにより上記補助撃打力伝達部材から基端側に対する振動を付与される振動付与体と、上記ハウジングの先端側に配置されて上記ハウジングに対して先端側に移動することにより上記穴開け作業体に対してその移動を阻止した状態で基端側への振動を伝達する振動伝達体と、上記ハウジングに対して上記軸線方向に沿って移動可能に支持されて上記振動付与体と上記振動伝達体とを連結する連結体と、上記補助撃打力伝達部材を上記ハウジングに対して基端側に付勢する弾性体と、を備えている、請求項１に記載の穴開け作業機。
【請求項３】
上記連結体は少なくとも２個備えられており、これら連結体と上記振動付与体と上記振動伝達体とは、矩形枠状に組み立てられている、請求項２に記載の穴開け作業機。
【請求項４】
上記穴開け作業体は金属からなり、
上記シャフト部と上記中空部と上記先端部とは、溶接によって一体接合されている、請求項１ないし３のいずれかに記載の穴開け作業機。
【請求項１】
ハウジングと、
駆動源からの動力によって上記ハウジング内で回転駆動させられる回転体と、
上記回転体の回転によって上記ハウジング内で旋回させられる撃打体と、
上記ハウジングの先端側部位において先端側および基端側を結ぶ軸線方向に往復移動可能に支持された撃打力伝達部材と、
上記撃打力伝達部材に対して上記ハウジングの先端側に位置する穴開け作業体と、を備えた穴開け作業機であって、
上記穴開け作業体は、上記ハウジングに対して上記軸線方向に往復移動可能に支持されて上記撃打力伝達部材から撃打力を受けるシャフト部と、このシャフト部につながるとともに上記軸線方向において一定外径および所定長さを有する中空部と、この中空部につながる先細り状の先端部とを有し、
上記穴開け作業体が上記ハウジングに対して基端側に移動した時に、上記撃打体から上記撃打力伝達部材を介して上記穴開け作業体に先端側への撃打力が付与されるように構成されており、
上記穴開け作業体が上記ハウジングに対して所定距離先端側に移動した時に、上記撃打体から基端側に向かう撃打力を受けてその撃打力を上記穴開け作業体に伝達させる補助撃打力伝達機構をさらに備えることを特徴とする、穴開け作業機。
【請求項２】
上記補助撃打力伝達機構は、上記ハウジングの基端側部位において上記軸線方向に往復移動可能に支持されて先端側への移動時に上記撃打体から撃打力を付与される補助撃打力伝達部材と、上記ハウジングの基端側に配置されて上記補助撃打力伝達部材を先端側に移動させることにより上記補助撃打力伝達部材から基端側に対する振動を付与される振動付与体と、上記ハウジングの先端側に配置されて上記ハウジングに対して先端側に移動することにより上記穴開け作業体に対してその移動を阻止した状態で基端側への振動を伝達する振動伝達体と、上記ハウジングに対して上記軸線方向に沿って移動可能に支持されて上記振動付与体と上記振動伝達体とを連結する連結体と、上記補助撃打力伝達部材を上記ハウジングに対して基端側に付勢する弾性体と、を備えている、請求項１に記載の穴開け作業機。
【請求項３】
上記連結体は少なくとも２個備えられており、これら連結体と上記振動付与体と上記振動伝達体とは、矩形枠状に組み立てられている、請求項２に記載の穴開け作業機。
【請求項４】
上記穴開け作業体は金属からなり、
上記シャフト部と上記中空部と上記先端部とは、溶接によって一体接合されている、請求項１ないし３のいずれかに記載の穴開け作業機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−２４２３７７（Ｐ２０１０−２４２３７７Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９２２３４（Ｐ２００９−９２２３４）
【出願日】平成２１年４月６日（２００９．４．６）
【出願人】（５０２０３８７８３）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月６日（２００９．４．６）
【出願人】（５０２０３８７８３）
【Ｆターム（参考）】
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