JP2010207163A - 耕耘爪 - Google Patents

Abstract

【課題】反転性は非常に優れながら、振動・消費馬力は現行の耕耘爪から大きく劣らない耕耘爪を提供する。
【解決手段】 爪軸２に取付ける基部３と、基部３から延びる直刃部４と、直刃部４から延びる湾曲部５とを有し、直刃部４から湾曲部５にかけて回転方向Ａと逆向きに湾曲され、湾曲部５は基部３の一側面から他側面側へと湾曲状に曲げられ、直刃部４から湾曲部５にかけて回転方向Ａ前側に刃部６を有する耕耘爪において、基部３の前記一側面から湾曲部５の湾曲方向先端部１１までの爪軸２に沿った距離である爪高さ８を略７５ｍｍ、湾曲部５の曲げ半径である先曲げＲ９を略８０ｍｍ、刃部６の刃縁６ａの先端部Ｃと爪軸軸芯Ｏとを結ぶ線Ｄに直交し且つ先端部Ｃから回転方向Ａと逆側に延びる線Ｅと、湾曲部５の折れ曲がり開始線Ｂと平行で且つ先端部Ｃから峰１２側に延びる線Ｆとのなす角度である切削角１０を略３７°又は略４０°とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロータリ耕耘装置の爪軸に装着して使用される耕耘爪に関するものである。

従来、多数の耕耘爪が装着された爪軸を回転させることにより、土壌を耕起し、反転し、砕土するロータリ耕耘装置があり、このロータリ耕耘装置に採用される耕耘爪として、爪軸に取り付けられる基部と、この基部から延びる直刃部と、この直刃部から延びる湾曲部とを有し、直刃部から湾曲部にかけて回転方向と逆向きに湾曲されていると共に前記湾曲部は基部の一側面から他側面に向かう側に湾曲状に曲げられており、直刃部から湾曲部にかけて回転方向前側に刃部を有する、なた爪と称される耕耘爪がある（特許文献１参照）。

特許第３０９８１８８号公報

従来の耕耘爪は低振動・低馬力が重視された設計とされており、反転性はそれほど重視されていなかった。
また、従来、稲わらは焼却処理が行われているが、住宅街に近い圃場では、稲わらの焼却によって生じる煙が問題となって、稲わらの焼却処理ができなくなってきている。
また、稲わらを回収するにしても、手間隙がかかり実現性がない。
一方、秋に圃場を耕す秋起こし作業が行われるが、この秋起こし作業は、圃場の膨軟化、土中への空気の挿入、害虫の駆除等から必ず行わなければならない作業であり、この秋起こし作業のときに、稲わらを土中に埋め込んでしまえば、自然と稲わらが腐ってたい肥化されるので、焼却や回収の必要がない。

そこで、耕耘爪の設計にあたり反転性を重視した設計をしてやればよいが、ただ単に、反転性をよくすることを重視し、振動・消費馬力を犠牲にすれば、操作性やＥＣＯ（環境）の観点から問題が出るため、反転性は非常に優れながら、振動・消費馬力は現行の耕耘爪から大きく劣らない耕耘爪が要望されている。
本発明は、これを実現した耕耘爪を提供することを目的とする。

前記技術的課題を解決するために本発明が講じた技術的手段は、爪軸に取り付けられ、この爪軸を回転させて該爪軸の軸芯を中心として回転させることで土壌を耕耘する耕耘爪であって、
爪軸に取り付けられる基部と、この基部から延びる直刃部と、この直刃部から延びる湾曲部とを有し、直刃部から湾曲部にかけて回転方向と逆向きに湾曲されていると共に前記湾曲部は基部の一側面から他側面側へと湾曲状に曲げられており、直刃部から湾曲部にかけて回転方向前側に刃部を有する耕耘爪において、
基部の前記一側面から湾曲部の湾曲方向先端部までの爪軸に沿った距離である爪高さを略７５ｍｍとし、
湾曲部の曲げ半径である先曲げＲを略８０ｍｍとし、
刃部の刃縁の先端部と爪軸軸芯とを結ぶ線に直交し且つ前記先端部から前記回転方向と逆側に延びる線と、湾曲部の折れ曲がり開始線と平行で且つ前記先端部から耕耘爪の峰側に延びる線とのなす角度である切削角を略３７°としたことを特徴とする。

また、他の技術的手段は、爪軸に取り付けられ、この爪軸を回転させて該爪軸の軸芯を中心として回転させることで土壌を耕耘する耕耘爪であって、
爪軸に取り付けられる基部と、この基部から延びる直刃部と、この直刃部から延びる湾曲部とを有し、直刃部から湾曲部にかけて回転方向と逆向きに湾曲されていると共に前記湾曲部は基部の一側面から他側面側へと湾曲状に曲げられており、直刃部から湾曲部にかけて回転方向前側に刃部を有する耕耘爪において、
基部の前記一側面から湾曲部の湾曲方向先端部までの爪軸に沿った距離である爪高さを略７５ｍｍとし、
湾曲部の曲げ半径である先曲げＲを略８０ｍｍとし、
刃部の刃縁の先端部と爪軸軸芯とを結ぶ線に直交し且つ前記先端部から前記回転方向と逆側に延びる線と、湾曲部の折れ曲がり開始線と平行で且つ前記先端部から耕耘爪の峰側に延びる線とのなす角度である切削角を略４０°としたことを特徴とする。

本発明によれば、反転性に優れながらも、振動・消費馬力の点で現行の耕耘爪に見劣りしない耕耘爪が得られ、すきこみ作業が効率よくできるようになった。

（ａ）は耕耘爪の側面図、（ｂ）は直刃部の中途部から湾曲部の先端部までの底面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１において、１は、例えば、トラクタ装着型のロータリ耕耘装置の爪軸２に取り付けられて、この爪軸２を回転させて該爪軸２の軸芯Ｏを中心として図１の矢示Ａ方向に回転させることで土壌を耕耘（耕起し、反転し、砕土）する耕耘爪（なた爪、なた刃）である。
この耕耘爪１は、板材によって形成されており、爪軸２に取り付けられる基部３と、この基部３から延びる直刃部４と、この直刃部４から延びる湾曲部５とを有し、直刃部４から湾曲部５にかけて耕耘爪１の回転方向Ａと逆向きに湾曲されている。

基部３には、耕耘爪１を爪軸２に固定されたホルダにボルト等によって固定するためのボルト挿通孔３ａが板厚方向に貫通形成されている。
また、直刃部４の板厚方向は、基部３の板厚方向と略一致しており、湾曲部５は基部３の板厚方向の一側面から他側面側へと（基部３及び直刃部４の一側方に）湾曲状に曲げられており、直刃部４から湾曲部５にかけて回転方向Ａ前側に刃部６を有する。
図中、線Ｂは直刃部４と湾曲部５との境界、すなわち湾曲部５の折れ曲がり開始線を示している。

また、前記湾曲部５の内側（湾曲側）のすくい面７は、直刃部４から湾曲部５の湾曲方向先端部１１側に至る大部分で曲面状であるが、湾曲方向先端部１１側の一部で平坦状の平面部７ａとされている。
耕耘爪１は、基部３の板厚方向が爪軸２の軸芯方向と一致する状態で爪軸２に取り付けられる。
この耕耘爪１を、トラクタに装着されたロータリ耕耘装置の爪軸２に装着して、トラクタを走行させながら該爪軸２を回転駆動させると、耕耘爪１は爪軸２の軸芯Ｏを中心として、図１の矢示Ａ方向に回転し、直刃部４から土中に突入して土を進行方向に切断すると共に湾曲部５が土中に突入して土を左右方向（爪軸２の軸芯方向）所定幅で切削して耕起し、この耕起された土は、湾曲部５のすくい面７で抱きかかえられ、湾曲部５が土中から抜け出た後に、進行方向後方側に放てき反転される。

本発明の第１の実施形態の耕耘爪１は、爪高さ８が略７５ｍｍとされ、先曲げＲ９が略８０ｍｍとされ、切削角１０が略３７°とされており、第２の実施形態の耕耘爪１は、爪高さ８が略７５ｍｍとされ、先曲げＲ９が略８０ｍｍとされ、切削角１０が略４０°とされている。
爪高さ８は、基部３の前記一側面（換言すると、湾曲部５の湾曲方向とは反対側の基部３の側面）から湾曲部５の湾曲方向先端部１１までの爪軸２の軸芯Ｏ方向に沿った距離である。

また、先曲げＲ９は湾曲部５の曲げ半径（曲率半径）である。
また、切削角１０は、刃部６の刃縁６ａの先端部Ｃと爪軸軸芯Ｏとを結ぶ線Ｄに直交し且つ刃部６の刃縁６ａの先端部Ｃから耕耘爪１の回転方向Ａと逆側に延びる線Ｅと、湾曲部５の折れ曲がり開始線Ｂと平行で且つ刃部６の刃縁６ａの先端部Ｃから耕耘爪１の峰１２側（刃が形成されていない側）に延びる線Ｆとのなす角度である。
前述したように、爪高さ８を略７５ｍｍとし、先曲げＲ９を略８０ｍｍとし、切削角１０を略３７°又は略４０°とすることにより、従来の（現行の）耕耘爪１に比して反転性に優れながらも、振動・消費馬力の点で現行の耕耘爪１に見劣りしない耕耘爪１が得られた。

したがって、本実施形態の耕耘爪１を用いて秋起こしを行うことにより、稲わらが土中に良好に埋め込まれ、春の田植え前までに稲わらが腐る。これにより、わらの焼却処理の必要がなく、また回収の必要もなくなる。また、秋起こしのときに、同時に稲わらの処理をするので、追加の作業も必要としない。また、耕耘爪１の厚み・幅は変更しないので、基部３の寸法は現行の耕耘爪１と変更がなく、したがって爪軸２を変更する必要もなく、本実施形態の耕耘爪１は交換用爪としても使える。
次に、現行の耕耘爪１から改良を施して本発明の耕耘爪１に至った理由を、下記の表１を参照して述べる。

耕耘爪１の諸元のうち爪の性能を決める上で重要な要素は、爪高さ８、先曲げＲ９、切削角１０であるので、これらの諸元の寸法を変更することにより、爪の反転性能等にどう影響を与えるかの試験を、耕耘爪１を爪軸２に取り付けて実際に土壌を耕耘する実地試験で行った。
表１は、試験を行った、現行の耕耘爪１である５０Ａ及び改１〜６の耕耘爪１の爪高さ８、先曲げＲ９、切削角１０の寸法と、これら５０Ａ及び改１〜６の耕耘爪１についてＡ〜Ｉの異なる地域で試験を行った結果の稲わらの埋込み評価点とを、比較する耕耘爪１ごとに３つの表に分けて示している。

また、Ａ，Ｂ，Ｄ，Ｆ〜Ｉの各地域において、１，２は、各地域内での異なる試験場所（第１地区、第２地区）を示している。
また、表１のＮｏ２，３の各表における優地域数の数値は、同じ試験場所での評価点の比較において、耕耘爪１が優良評価点（評価点の数値が高いもの）を受けた試験場所の合計数である。
表１において、改１〜６は、現行の耕耘爪１である５０Ａに対して爪高さ８、先曲げＲ９又は切削角１０の寸法を変更した耕耘爪１を示しており、本発明の耕耘爪１は改５と改６である。

また、表１の各表において、爪高さ８、先曲げＲ９の単位はミリメートルであり、切削角１０の単位は度である。
また、５０Ａ及び改１〜６の耕耘爪１についてのＡ〜Ｉ地域での稲わら埋込み評価点は、現行の耕耘爪１を１００としたときの指数で表しており、数値が大きいほど稲わらが良好に埋め込まれる（反転性がよい）ことを示している。

先ず、耕耘爪１の反転性を向上させるには、反転面積を増やしてやればよく、そのためには、爪高さ８を増やして反転のための面積（すくい面７の面積）を増やすことが最も有効である。
次に、先曲げＲ９を小さくして、すくい面７（反転面積部分）の曲面部分を少なくして平面部を増やすのがよい。
そこで、先ず、先曲げＲ９と反転性能との関係を確認する意味で、表１のＮｏ１に示すように、すくい面７（反転面）を増やすように爪高さ８を現行より２０ｍｍ増やした改１の耕耘爪１と、爪高さ８を現行より２０ｍｍ増やすと共に先曲げＲ９を現行より２０ｍｍ大きくした改２の耕耘爪１とを比較した。

爪高さ８を増やすということは、湾曲部５を耕耘爪１の長手方向に延長させる（材料を増やす）ことである。
試験結果から、改２の耕耘爪１に比べて改１の耕耘爪１の方が反転性はよかった。
これは、先曲げＲ９は小さい方が反転性を向上させるのによいということが立証されたものである。
ただし、爪高さ８をあまり増やすと耕耘爪１を爪軸２に取り付けたときに、耕耘爪１同士の間隔が接近することとなり、耕耘爪１間で土を抱き込んでしまう惧れがある。これを避けるためには爪軸２に取り付けることができる耕耘爪１の本数を減らすことが考えられるが、そうすると砕土性が落ちることとなるので、爪高さ８を増やし且つ爪軸２に取り付けることができる耕耘爪１の本数を減らさないようにするために、現行よりも爪高さ８の増加量は２０ｍｍより低くすることとした。

次に、表１のＮｏ２に示すように、爪高さ８を現行より１０ｍｍ増やした７５ｍｍとすると共に切削角１０を現行より２°大きくした改３の耕耘爪１と、爪高さ８を７５ｍｍとすると共に切削角１０を現行より３°小さくした改４の耕耘爪１とを比較した。
試験の結果から、改３の耕耘爪１に比べ切削角１０の小さい改４の耕耘爪１の方が反転性が良好なのに加え振動が非常に少なかった。
そこで、改４をベースとして、爪高さ８、先曲げＲ９、切削角１０の寸法を変更することとした。

表１のＮｏ３に示すように、先曲げＲ９を改４の耕耘爪１よりも２０ｍｍ小さい８０ｍｍとすると共にこれに伴って切削角１０が４０°となる改５の耕耘爪１と、先曲げＲ９を８０ｍｍとすると共に切削角１０を改４の耕耘爪１よりも４°小さい３７°とした改６の耕耘爪１とを比較した。
試験の結果、改５、改６ともに改４よりも反転性は良好であった。これは、前述したとおり、先曲げＲ９は小さい方が反転性に有利であることを示している。
以上のことから、改５，改６の耕耘爪１が、反転性に優れながら、振動・消費馬力の点で現行の耕耘爪１に見劣りしない耕耘爪１であると言えるという結論に至った。

なお、表１のＮｏ３において、改５の耕耘爪１の方が改６の耕耘爪１よりも優地域数の値で表れているが、稲わら埋込み評価点の合計値では改６の耕耘爪１の値が高くなっている。これはＧ地域の２での試験結果の値が異常値であったためであると思われる。このＧ地域の２のデータを除けば、表１のＮｏ３に括弧書きで示す合計値においても改５の耕耘爪１が優れているといえる。
また、表１のＮｏ３の改５の耕耘爪１と改６の耕耘爪１との比較から、切削角１０については、大きい方が反転性がよいということが優地域数の値で表れているが、切削角１０が大きくなると馬力が高くなり且つ振動が大きくなる。

したがって、改６の耕耘爪１は、反転性が良好でありながら、改５の耕耘爪１よりも、馬力が落ちず、振動が少ないと言える。反転性が少し悪くても、馬力、振動共に良好なものを望む人には、改５の耕耘爪１より切削角１０の小さい改６の耕耘爪１の方が実施に適すると言える。
なお、表１のＮｏ３のＧ地域の１における改５の耕耘爪１の稲わら埋込み評価点は現行のものよりも低いが、これは試験場所の状態が悪かったためであることが考えられる。
次に、土の抱き込み性（耕耘爪１間で土を抱き込んでしまう性質）をよくするために、改６の耕耘爪１よりも爪高さ８を５ｍｍ低くした改７の耕耘爪１を作成し、この改７の耕耘爪１について性能確認の試験を行った。

この改７の耕耘爪１と改６の耕耘爪１とについての稲わらの埋込み評価の比較と、５０Ａの耕耘爪１と改６の耕耘爪１と改７の耕耘爪１とについての反転性・振動・馬力の比較とを下記の表２に表す。
表２のＮｏ１は、改６の耕耘爪１と改７の耕耘爪１とについて、前述した表１のＮｏ２及びＮｏ３と同様の地域で同様の比較を行った結果を示すものである。
また、表２のＮｏ２は、５０Ａの耕耘爪１と改６の耕耘爪１と改７の耕耘爪１とについて、表２のＮｏ１とは異なる地域で、反転性、振動、馬力の性能試験を行った結果を示すものである。

表２のＮｏ２において、爪高さ８、先曲げＲ９の単位はミリメートルであり、切削角１０の単位は度であり、反転性・振動・馬力の各数値は、現行の耕耘爪１を１００としたときの指数で表しており、数値が大きいほど各性能が良好である（反転性がよい、振動が少ない、消費馬力が少ない）ことを示している。

表２のＮｏ１から改７の耕耘爪１は、改６の耕耘爪１に比べ、反転性能が悪く、馬力、振動を改善することができないものと言えるものであった。
さらに、表２のＮｏ２をみると、Ｊ地域においては、改７の耕耘爪１の反転性能は、現行の５０Ａの耕耘爪１と大差がなかったのに対し、改６の耕耘爪１はＪ地域において反転性能について顕著な改善効果が見られた。また、改６の耕耘爪１は、反転性能について、Ｋ，Ｌ地域でも判断できるほど（データ取りをする必要のないほど）非常にいい結果が得られた。

また、振動性能で比較すると、Ｊ，Ｋ，Ｌの各地域で改６の耕耘爪１が現行の耕耘爪１と略同等であるのに対し、改７の耕耘爪１は、振動が低減されている地域もあれば、逆に増加している地域もあることが判明した。したがって、改７の耕耘爪１は土質により振動性能にばらつきがあり、不安定になることが予想でき、使用上問題があると判断される。
馬力については、改６の耕耘爪１、改７の耕耘爪１ともに、５０Ａの耕耘爪１と略同等と言える結果であった。
以上、現行及び改７の耕耘爪１との比較から、改６の耕耘爪１は、多くの地域で反転性に優れながら、振動・消費馬力で現行の耕耘爪１と見劣りしない耕耘爪１であると言え、反転性は非常に優れながら、振動・消費馬力は現行の耕耘爪から大きく劣らない耕耘爪１として、改６の耕耘爪１が優れたものであり、更に反転性で改６の耕耘爪１よりも優れた改５の耕耘爪１が本件課題を共に達成すると判断できる。

２ 爪軸
３ 基部
４ 直刃部
５ 湾曲部
６ 刃部
６ａ 刃縁
８ 爪高さ
９ 先曲げＲ
１０ 切削角
１１ 湾曲方向先端部
Ａ 回転方向
Ｂ 湾曲部の折れ曲がり開始線
Ｃ 刃部の刃縁先端部
Ｄ 刃部の刃縁先端部と爪軸軸芯とを結ぶ線
Ｅ 刃部の刃縁先端部と爪軸軸芯とを結ぶ線に直交し且つ刃部の刃縁先端 部から回転方向と逆側に延びる線
Ｆ 湾曲部の折れ曲がり開始線と平行で且つ刃部の刃縁先端部から耕耘爪 の峰側に延びる線
Ｏ 爪軸の軸芯

Claims (2)

1. 爪軸（２）に取り付けられ、この爪軸（２）を回転させて該爪軸（２）の軸芯（Ｏ）を中心として回転させることで土壌を耕耘する耕耘爪であって、
   爪軸（２）に取り付けられる基部（３）と、この基部（３）から延びる直刃部（４）と、この直刃部（４）から延びる湾曲部（５）とを有し、直刃部（４）から湾曲部（５）にかけて回転方向（Ａ）と逆向きに湾曲されていると共に前記湾曲部（５）は基部（３）の一側面から他側面側へと湾曲状に曲げられており、直刃部（４）から湾曲部（５）にかけて回転方向（Ａ）前側に刃部（６）を有する耕耘爪において、
   基部（３）の前記一側面から湾曲部（５）の湾曲方向先端部（１１）までの爪軸（２）に沿った距離である爪高さ（８）を略７５ｍｍとし、
   湾曲部（５）の曲げ半径である先曲げＲ（９）を略８０ｍｍとし、
   刃部（６）の刃縁（６ａ）の先端部（Ｃ）と爪軸軸芯（Ｏ）とを結ぶ線（Ｄ）に直交し且つ前記先端部（Ｃ）から前記回転方向（Ａ）と逆側に延びる線（Ｅ）と、湾曲部（５）の折れ曲がり開始線（Ｂ）と平行で且つ前記先端部（Ｃ）から耕耘爪の峰（１２）側に延びる線（Ｆ）とのなす角度である切削角（１０）を略３７°としたことを特徴とする耕耘爪。
2. 爪軸（２）に取り付けられ、この爪軸（２）を回転させて該爪軸（２）の軸芯（Ｏ）を中心として回転させることで土壌を耕耘する耕耘爪であって、
   爪軸（２）に取り付けられる基部（３）と、この基部（３）から延びる直刃部（４）と、この直刃部（４）から延びる湾曲部（５）とを有し、直刃部（４）から湾曲部（５）にかけて回転方向（Ａ）と逆向きに湾曲されていると共に前記湾曲部（５）は基部（３）の一側面から他側面側へと湾曲状に曲げられており、直刃部（４）から湾曲部（５）にかけて回転方向（Ａ）前側に刃部（６）を有する耕耘爪において、
   基部（３）の前記一側面から湾曲部（５）の湾曲方向先端部（１１）までの爪軸（２）に沿った距離である爪高さ（８）を略７５ｍｍとし、
   湾曲部（５）の曲げ半径である先曲げＲ（９）を略８０ｍｍとし、
   刃部（６）の刃縁（６ａ）の先端部（Ｃ）と爪軸軸芯（Ｏ）とを結ぶ線（Ｄ）に直交し且つ前記先端部（Ｃ）から前記回転方向（Ａ）と逆側に延びる線（Ｅ）と、湾曲部（５）の折れ曲がり開始線（Ｂ）と平行で且つ前記先端部（Ｃ）から耕耘爪の峰（１２）側に延びる線（Ｆ）とのなす角度である切削角（１０）を略４０°としたことを特徴とする耕耘爪。

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