JP2007074974A - 耕耘爪 - Google Patents

Abstract

【課題】 耕耘抵抗が小さい耕耘爪を提供する。
【解決手段】 耕耘爪１は、耕耘爪軸６０に取り付けられる取付基部３から連続して延びる縦刃部１０及び横刃部２０を有し、縦刃部１０から横刃部２０にかけて回転方向と逆向きに湾曲するとともに、横刃部２０が一方側に湾曲してなる。耕耘爪１の最大回転半径Ｒｍとなる位置Ｒ２と、最大切削幅Ｈ１となる位置Ｌ１とは別の位置にある。また最大回転半径Ｒｍとなる位置Ｒ２から最大切削幅Ｈ１となる位置Ｌ１との間の横刃部２０の先端面２２に最大回転半径Ｒｍの位置Ｒ２から延びる直線部２５を設け、最大回転半径Ｒｍの位置Ｒ２での耕土表面とのなす刃先進入角度を５０°〜５５°の範囲にする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ロータリ耕耘装置の爪軸（耕耘軸）に装着して使用する耕耘爪に関し、特に、水田、畑の耕耘作業を行うのに適した耕耘爪に関する。

耕耘作業を行う耕耘爪は、耕耘爪軸に取り付けられる取付基部から連続して延びる縦刃部及び横刃部を有し、縦刃部から横刃部にかけて回転方向と逆向きに湾曲するとともに、横刃部が一方側に湾曲したものが知られている。このような耕耘爪は、縦刃部により耕土の切削、砕土が行われ、横刃部により耕土の切削、砕土の他に反転や放てきが行われる。また耕耘爪の横刃部は縦刃部より先端側に設けられているので、横刃部の回転半径は縦刃部のそれより大きい。このため、横刃部には縦刃部より大きなトルクが作用する。

このような耕耘爪（以下、「従来爪Ａ（７０）」と記す。）は、図４（ａ）（側面図）及び（ｂ）（底面図）に示すように、従来爪Ａ（７０）の先端部が直線状に形成された特許文献１に記載のものがある。この従来爪Ａ（７０）は、最大回転半径Ｒｍの着力点となる位置Ｒ１と最大切削幅Ｈ１となる位置とが同一直線上に位置するように構成されているので、従来爪Ａ（７０）の先端部に最大のトルクが作用する。このため、この従来爪Ａ（７０）は、耕耘抵抗が増大して所用動力が大きくなり、振動が発生し易いという問題を有する。このため、従来爪Ａ（７０）の先端部に作用するトルクを小さくする必要がある。

そこで、耕耘爪の先端部を湾曲状に形成して、最大回転半径Ｒｍとなる位置Ｒ２の切削幅を最大切削幅Ｈ１より小さい切削幅Ｈ２にすることにより、最大回転半径Ｒｍとなる位置Ｒ２と最大切削幅Ｈ１となる位置Ｒ１とを別位置にして耕耘爪に作用するトルクを分散して低減して、耕耘抵抗を小さくした耕耘爪（以下、「従来爪Ｂ（８０）」と記す。）が特許文献２に提案されている。

特開昭５３−１１７５０２号公報 特開昭６２−２１０９０３号公報

この従来爪Ｂ（８０）の横刃部８１に作用するトルクを、図５を用いて説明する。図５は、縦軸がトルクを示し、横軸が位置を示す。横軸上のＲ２は従来爪Ｂの最大回転半径Ｒｍとなる位置であり、Ｒ１は前述した従来爪Ａの最大回転半径Ｒｍとなる位置Ｒ１であり、Ｌ１は最大切削幅Ｈ１となる位置である。これらの位置Ｒ２，Ｒ１，Ｌ１は、従来爪Ｂ（８０）が回転すると、Ｒ２，Ｒ１，Ｌ１の順に耕土内を移動する。

このグラフから明らかなように、実線で示す従来爪Ｂに作用するトルクは、二点鎖線で示す従来爪Ａのそれより小さいことが判る。このため、従来爪Ｂに作用するトルクは従来爪Ａのそれより小さくなり、従来爪Ｂの耕耘抵抗は従来爪Ａのそれより低減されている。しかしながら、従来爪Ｂの耕耘抵抗は、低減されたとはいえ未だ大きいことには変わりが無く、所用動力が大きく、振動が発生し易いという従来の問題を解消するのは難しい。

本発明は、耕耘抵抗が小さい耕耘爪の提供が望まれており、このような要望に応える耕耘爪を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の耕耘爪は、耕耘爪軸に取り付けられる取付基部から連続して延びる縦刃部及び横刃部を有し、縦刃部から横刃部にかけて回転方向と逆向きに湾曲するとともに、横刃部が一方側に湾曲した耕耘爪において、最大回転半径となる位置と最大切削幅となる位置とが別の位置にあり、最大回転半径となる位置での耕土表面とのなす刃先進入角度が５０°以上であることを特徴とする。

この発明は、刃縁曲線と軌跡曲線とのなす角度（切込み角）を５０°〜５５°の範囲にすると耕耘爪が耕土内に打ち込まれたときの耕耘トルクが最小となり、切込み角を５０°以下にすると耕耘トルクが急増し、切込み角を５５°以上にすると耕耘トルクが殆ど一定になるという公知技術を、耕耘爪の爪先端部に利用したものである。つまり、本発明は、最大回転半径となる位置での耕土表面とのなす角度、即ち、刃先進入角度を５０°以上にすることにより、爪先端部が耕土内に打ち込まれたときに作用する耕耘トルクを低減したものである。また本発明は、横刃部の最大回転半径となる位置と最大切削幅となる位置とを別位置にすることにより、耕耘爪に作用するトルクが分散されて、耕耘爪に作用するトルクを低減することができる。このため、本発明の耕耘爪は、最大回転半径となる位置と最大切削幅となる位置とを別位置にすることによる爪先端部でのトルクの低減と、刃先進入角度の変更によるトルクの低減とが相まって、耕耘爪全体に作用する耕耘トルクをより小さくすることができ、耕耘抵抗を小さくすることできる。その結果、所用動力を小さくすることができ、振動の発生を低減することができる。

また本発明は、耕耘爪軸に取り付けられる取付基部から連続して延びる縦刃部及び横刃部を有し、縦刃部から横刃部にかけて回転方向と逆向きに湾曲するとともに、横刃部が一方側に湾曲した耕耘爪において、最大回転半径となる位置と最大切削幅となる位置とが別の位置にあり、最大回転半径となる位置と最大切削幅となる位置との間の横刃部の先端部（例えば、実施形態における先端面２２）が直線部を有してなることを特徴とする。

この発明によれば、最大回転半径となる位置から最大切削幅となる位置との間の横刃部の先端部が直線部を有して形成されることにより、最大回転半径となる位置と最大切削幅となる位置との間を凸状に湾曲形成した場合と比較して、爪先端部の刃先進入角度を大きくすることができ、爪先端部に作用するトルクを小さくすることができる。また本発明は、横刃部の最大回転半径となる位置と最大切削幅となる位置とを別位置にすることで、耕耘爪に作用するトルクが分散されて、耕耘爪に作用するトルクを低減することができる。このため、本発明の耕耘爪は、最大回転半径となる位置と最大切削幅となる位置とを別位置にすることによる爪先端部でのトルクの低減と、最大回転半径となる位置と最大切削幅となる位置との間の横刃部の先端部に直線部を設けることによる爪先端部でのトルクの低減とが相まって、耕耘爪全体に作用する耕耘トルクをより小さくすることができ、耕耘抵抗を小さくすることできる。その結果、所用動力を小さくすることができ、振動の発生を低減することができる。

さらに本発明は、耕耘爪軸に取り付けられる取付基部から連続して延びる縦刃部及び横刃部を有し、縦刃部から横刃部にかけて回転方向と逆向きに湾曲するとともに、横刃部が一方側に湾曲した耕耘爪において、最大回転半径となる位置と最大切削幅となる位置とが別の位置にあり、最大回転半径となる位置から最大切削幅となる位置との間の横刃部の先端部が直線部を有してなり、最大回転半径となる位置での耕土表面とのなす刃先進入角度が５０°以上であることを特徴とする。

この発明によれば、最大回転半径となる位置と最大切削幅となる位置とを別位置にし、これらの位置間の横刃部の先端部に直線部を設け、最大回転半径となる位置での耕土表面とのなす刃先進入角度を５０°以上にすることにより、最大回転半径となる位置と最大切削幅となる位置とを別位置にすることによる爪先端部でのトルクの低減と、これらの位置間に直線部を設けることによる爪先端部に作用するトルクの低減と、刃先進入角度を５０°以上にすることによるトルクの低減が行われて、耕耘爪全体に作用する耕耘トルクをより小さくすることができ、耕耘抵抗を小さくすることできる。その結果、所用動力をより小さくすることができ、振動の発生をより低減することができる。また、前記最大回転半径となる位置と最大切削幅となる位置間に直線部を設けることにより、刃先進入角度を５０°以上にすることができる。

また、本発明は、最大回転半径となる位置での耕土表面とのなす刃先進入角度を、５０°〜５５°としたことを特徴とする。

この発明によれば、刃先進入角度を５０°〜５５°にすることにより、耕耘爪の先端部が耕土内に打ち込まれたときの耕耘抵抗を最小にすることができ、その結果、爪先端部に作用するトルクをより小さくすることができる。

本発明に係わる耕耘爪によれば、最大回転半径となる位置と最大切削幅となる位置とを別位置にし、これらの位置間の横刃部の先端部に直線部を設け、最大回転半径となる位置での耕土表面とのなす刃先進入角度を５０°以上にすることにより、耕耘抵抗が小さい耕耘爪を提供することができる。

以下、本発明に係る耕耘爪について、図１から図３を参照して説明する。尚、本実施の耕耘爪は、トラクタ装着形のサイドドライブ式又はセンタードライブ式のロータリ耕耘装置や耕耘機のロータリ耕耘装置等に使用されるものである。

耕耘爪１は、図１（ａ）（側面図）に示すように、取付孔３ａを有して断面矩形状の取付基部３を備え、取付基部３に連接部位５を介して縦刃部１０及び横刃部２０が連続して形成されている。なお、図１（ａ）の二点鎖線は、一方側に湾曲する本発明の耕耘爪１を平らに展開したときの展開図を示す。

耕耘爪１は、取付基部３をボルト締結手段等によって耕耘爪軸６０に装着されて矢印Ａ方向に回転することにより耕耘作業を行う。耕耘爪１は、縦刃部１０から横刃部２０にかけて回転方向と逆向きに湾曲するとともに、先端部が略一定の曲率半径ｒで一方側（紙面手前側）に湾曲してすくい面２１が形成されている。縦刃部１０及び横刃部２０のそれぞれの回転方向前側には略一定幅の刃縁部１０ａ，２０ａが形成されている。

耕耘爪１が矢印Ａ方向に回転することによる耕土への切り込みは、縦刃部１０の刃縁部１０ａから行われ、側方力を支持すると同時に雑草等の絡みつき防止を爪自体で行うようにするため、刃縁部１０ａ，２０ａは適正な排絡角をなすように形成されている。

横刃部２０の先端部は、図１（ａ）及び（ｂ）（底面図）に示すように、耕耘爪１の最大回転半径Ｒｍとなる位置Ｒ２と最大切削幅Ｈ１となる位置Ｌ１とが別の位置にあり、最大回転半径Ｒｍとなる位置Ｒ２から最大切削幅Ｈ１となる位置Ｌ１との間の横刃部２０の先端面２２が位置Ｒ２から延びる直線部２５を有して形成され、位置Ｒ２での耕土表面とのなす刃先進入角度αが５５°の大きさを有するように形成されている。刃先進入角度αとは、耕耘爪１が矢印Ａ方向に回転して横刃部２０の先端部が耕土内に打ち込まれるときの耕土表面とのなす角度をいう。

このように最大回転半径Ｒｍとなる位置Ｒ２と最大切削幅Ｈ１となる位置Ｌ１とが別位置にあるので、耕耘爪１に作用するトルクが分散されて耕耘爪１に作用するトルクを低減することができる。

また横刃部２０の先端面２２を位置Ｒ２から延びる直線部２５を有して形成することにより、最大回転半径となる位置Ｒ２と最大切削幅Ｈ１となる位置との間を凸状に湾曲形成した図４に示す従来爪Ｂ（８０）の場合と比較すると、横刃部２０の爪先端部における刃先進入角度αを大きくすることができ、その結果、横刃部２０の先端部に作用するトルクを小さくすることができる。

さらに直線部２５の先端となる最大回転半径Ｒｍの位置Ｒ２での耕土表面とのなす刃先進入角度αを５５°にすると、直線部２５が耕土内に打ち込まれたときに作用するトルクを最小にすることができる。これは、図２に示すように、耕耘爪１の刃縁曲線と軌跡曲線とのなす角度（切込み角）を５０°〜５５°の範囲にすると耕耘トルクが最小となり、切込み角を５０°以下にすると耕耘トルクが急増し、切込み角を５５°以上にすると耕耘トルクが殆ど一定になるという公知技術を、耕耘爪１の爪先端部に利用したものである。その結果、図３に示すように、前述した従来爪Ａの場合及び従来爪Ｂの場合と比較すると、耕耘爪１の先端部が耕土内に打ち込まれたときに作用するトルクを、耕耘爪１の先端部が位置Ｒ２から位置Ｒ１（図４（ａ）に示す従来爪Ａの先端位置）までの距離に相当する耕耘爪１の先端位置に至る過程において、従来爪Ａ及び従来爪Ｂのそれらより小さくすることができる。なお、刃先進入角度αは、５５°に限るものではなく、５０°から５５°の範囲内の任意の大きさにしてもよい。また直線部２５は位置Ｒ２から位置Ｌ１に至る範囲の一部でもよい。

このように本発明の耕耘爪１は、最大回転半径となる位置Ｒ２と最大切削幅Ｈ１となる位置Ｌ１とを別位置にすることによる爪先端部でのトルクの低減と、これらの位置間に直線部２５を設けたことによる爪先端部に作用するトルクの低減と、刃先進入角度を５０°以上にすることによるトルクの低減が行われて、耕耘爪全体に作用する耕耘トルクをより小さくすることができ、耕耘抵抗を小さくすることできる。その結果、所用動力をより小さくすることができ、振動の発生を低減することができる。

本発明の一実施の形態に係わる耕耘爪を示し、同図（ａ）は耕耘爪の側面図であり、同図（ｂ）は耕耘爪の底面図である。 耕耘爪の切込み角によるトルク特性を示すグラフである。 耕耘爪の先端部における位置によるトルク特性を示すグラフである。 従来の耕耘爪を示し、同図（ａ）は従来の耕耘爪の側面図であり、同図（ｂ）従来の耕耘爪の底面図である 従来の耕耘爪の先端部における位置によるトルク特性を示すグラフである。

符号の説明

１ 耕耘爪
３ 取付基部
１０ 縦刃部
２０ 横刃部
２２ 先端面（先端部）
２５ 直線部
６０ 耕耘爪軸
Ｈ１ 最大切削幅
Ｌ１，Ｒ２ 位置
Ｒｍ 最大回転半径

Claims (4)

1. 耕耘爪軸に取り付けられる取付基部から連続して延びる縦刃部及び横刃部を有し、前記縦刃部から前記横刃部にかけて回転方向と逆向きに湾曲するとともに、前記横刃部が一方側に湾曲した耕耘爪において、
   最大回転半径となる位置と最大切削幅となる位置とが別の位置にあり、前記最大回転半径となる位置での耕土表面とのなす刃先進入角度が５０°以上であることを特徴とする耕耘爪。
2. 耕耘爪軸に取り付けられる取付基部から連続して延びる縦刃部及び横刃部を有し、前記縦刃部から前記横刃部にかけて回転方向と逆向きに湾曲するとともに、前記横刃部が一方側に湾曲した耕耘爪において、
   最大回転半径となる位置と最大切削幅となる位置とが別の位置にあり、前記最大回転半径となる位置と最大切削幅となる位置との間の前記横刃部の先端部が直線部を有してなることを特徴とする耕耘爪。
3. 耕耘爪軸に取り付けられる取付基部から連続して延びる縦刃部及び横刃部を有し、前記縦刃部から前記横刃部にかけて回転方向と逆向きに湾曲するとともに、前記横刃部が一方側に湾曲した耕耘爪において、
   最大回転半径となる位置と最大切削幅となる位置とが別の位置にあり、前記最大回転半径となる位置から最大切削幅となる＋＋位置との間の前記横刃部の先端部が直線部を有してなり、前記最大回転半径となる位置での耕土表面とのなす刃先進入角度が５０°以上であることを特徴とする耕耘爪。
4. 前記最大回転半径となる位置での耕土表面とのなす刃先進入角度を、５０°〜５５°としたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の耕耘爪。

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