JP2016093152A

JP2016093152A - 耕耘爪取り付け構造

Info

Publication number: JP2016093152A
Application number: JP2014232338A
Authority: JP
Inventors: 通山田; Toru Yamada
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-11-17
Filing date: 2014-11-17
Publication date: 2016-05-26
Anticipated expiration: 2034-11-17
Also published as: JP5737542B1

Abstract

【課題】耕耘爪の取り付け及び取り外しが容易であって、耕耘爪をフランジに取り付けるための締結体が緩みにくい耕耘爪取り付け構造を提供する。【解決手段】耕耘爪のフランジと対向する部分である基部の略中央に、ボルト挿通孔を有し、基部には、フランジに向けて、少なくとも３個の凸部が設けられており、凸部は、使用するボルトのボルト軸径寸法をｄとしたとき、耕耘爪のボルト挿通孔中心から２．５ｄ以上離れた位置であって、耕耘爪のボルト挿通孔の中心を中心としてｎ等分（ｎは３以上の整数）された各領域に少なくとも一つ設けられており、フランジに設けられたフランジボルト挿通孔と、耕耘爪のボルト挿通孔とにボルトを挿入させ、ナットを螺着させることにより、複数の凸部と前記フランジとが接触した複数の接触面を有する状態で、一対のボルトとナットによってフランジに耕耘爪を取り付ける耕耘爪取り付け構造。【選択図】図２

Description

本発明は、耕耘用作業機の耕耘軸に固着されるフランジに耕耘爪を取り付ける耕耘爪取り付け構造に関する。

従来より、耕耘用作業機の耕耘軸に固着されるフランジに耕耘爪を取り付ける耕耘爪取り付け構造として、フランジに複数のボルトとナットを用いて耕耘爪を締め付け固定する耕耘爪取り付け構造が知られている（例えば、特許文献１、２）。

耕耘用作業機に取り付けられる耕耘爪は、整地作業中に度々極めて異常な負荷を受けることがある。この負荷が発生する原因としては、粘度質の圃場が乾燥して固くなっている箇所や、圃場中に混在する砂礫又は草木の根等に耕耘爪が衝突した場合等が考えられ、この負荷は、通常の負荷に比して過大であるばかりでなく、時として衝撃的であり、また、負荷の方向も一定でないため、常識的には考えられないほどの損傷を耕耘爪自体、フランジ、ボルト、ナット等の構成部品に与えると共に、耕耘爪をフランジに取り付けるための締結体（ボルトとナット）の緩みの原因となる。

よって、修理保全のために耕耘爪を取り外したり取り付けたりする作業が度々必要であり、また、増し締めを頻繁に行う必要がある。

特開２０００−２３２８０１号公報米国特許第４８３８３５９号明細書

従来の耕耘爪取り付け構造によれば、各耕耘爪が複数のボルトとナットによってフランジに締め付け固定されているので、耕耘爪の取り外し及び取り付けに多大な労力と時間がかかっていた。また、耕耘爪をフランジに取り付けるための締結体になんらの緩み対策が施されていないため、頻繁に増し締めをする必要があり、非常に煩わしいという問題があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、耕耘爪の取り付け及び取り外しが容易であって、耕耘爪をフランジに取り付けるための締結体が緩みにくい耕耘爪取り付け構造を提供することにある。

前記した目的を達成するために、本発明に係る耕耘爪取り付け構造は、耕耘軸に固着されるフランジに耕耘爪を取付けるための耕耘爪取り付け構造であって、前記耕耘爪の前記フランジと対向する部分である基部の略中央に、ボルト挿通孔を有し、前記基部には、フランジに向けて、少なくとも３個の凸部が設けられており、前記凸部は、使用するボルトのボルト軸径寸法をｄとしたとき、耕耘爪のボルト挿通孔中心から２．５ｄ以上離れた位置であって、耕耘爪のボルト挿通孔の中心を中心としてｎ等分（ｎは３以上の整数）された各領域に少なくとも一つ設けられており、前記フランジに設けられたフランジボルト挿通孔と、前記耕耘爪のボルト挿通孔とにボルトを挿入させ、ナットを螺着させることにより、複数の前記凸部と前記フランジとが接触した複数の接触面を有する状態で、一対のボルトとナットによってフランジに耕耘爪を取り付けるものである。

前記耕耘爪の前記基部の厚みは、前記耕耘爪を前記フランジに取り付けるために使用される前記ボルトのボルト径寸法をｄとしたとき、０、７ｄ以下とすることができる。

前記耕耘爪の基部の形状を、ボルト挿通孔部分が頂部となるような断面弓状形状とすることができる。

前記フランジには、前記耕耘爪を取り付けた状態にて、前記耕耘爪の第１基部側縁に当接する第１壁部と、第２基部側縁に当接する第２壁部を設けることができる。

このように、本発明に係る耕耘爪取り付け構造によれば、耕耘爪の取り付け及び取り外しが容易であると共に、耕耘爪をフランジに取り付けるための締結体が緩みにくくなるので、頻繁に増し締めをする必要がなくなり、取り付け作業者の労力を軽減することができる。

本発明の一実施形態に係る耕耘爪取り付け構造を示す概略図である。図１の一部拡大図である。本発明の別実施形態に係る耕耘爪取り付け構造を示す一部拡大図である。基部に設けられる凸部の説明図である。凸部が設けられる領域の説明図である。図２のＡ−Ａ断面図である。

以下、本発明に係る実施形態を図面に従って説明するが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。

図１は、本発明の一実施形態に係る耕耘爪２取り付け構造を示す概略図（耕耘爪２を取り付ける面側の図）であり、図２は、図１の一部拡大図である。

図１では、フランジ１に耕耘爪２を１つ取り付けた状態を示しているが、実際には、複数の耕耘爪２が取り付けられる。耕耘爪２は、フランジ１の両面に取り付ける構成としているが、フランジ１の片面のみに耕耘爪２を取り付ける構成とすることもできる。また、本明細書において、耕耘用作業機の耕耘軸（図示しない）は、図１に示すようにフランジ１に耕耘爪２を取付けた状態において、時計回りに回転するものとする。また、本明細書において、フランジ１に耕耘爪２を取付けた状態において、耕耘爪２のフランジ１と対向する部分のことを基部４という。

各耕耘爪２は、それぞれ一対のボルトＢとナットＮによりフランジ１に締め付け固定され、耕耘爪２の刃部３がフランジ１の外側に突出した状態となる。耕耘軸には、その軸方向に適宜間隔を空けて複数のフランジ１が設けられている（図示しない）。

フランジ１は、円筒形状の耕耘軸と嵌合可能な円環形状であり、フランジ１を耕耘軸に嵌入させると、フランジ１は耕耘軸に対して略直角に配置され、強固に固着される。フランジ１の形状は、上述の形状に限定されず、略中央に耕耘軸貫通孔１０を有する多角形状等にすることができる。

フランジ１の適宜の位置に、ボルトＢを挿通させる挿通孔（以下、「フランジボルト挿通孔１１」という。）が設けられている。具体的には、フランジボルト挿通孔１１は、耕耘軸貫通孔１０とフランジ１の外周縁（以下、「フランジ外周縁１５」という。）との中間位置よりもフランジ外周縁１５寄りの位置に、周方向に対して等間隔に複数設けられている。本実施形態においては、フランジ１に４つのフランジボルト挿通孔１１を設け、４つの耕耘爪２を取付ける構成としているが、これに限定されるものではなく、フランジ１の大きさ、形状等に応じて適宜の数の耕耘爪２を取付けることができる。

図１及び図２に示すように、フランジ１には、耕耘爪２を適切に取り付けた状態にて、耕耘爪２の基部４の縦方向（内径方向）の一方の側縁（以下、「第１基部側縁４１」という。）に当接する第１壁部１２と、他方の側縁（以下、「第２基部側縁４２」という。）に当接する第２壁部１３が設けられている。

本実施形態における第１壁部１２と第２壁部１３とは、それぞれフランジ外周縁１５から内径側に向けて互いに平行に略直線状に延びている。第１壁部１２と第２壁部１３とは、耕耘爪２の基部の幅ｗと略同一又は僅かに長い間隙を有して平行に配されている。また、第１壁部１２は、第１基部側縁４１と略同一又は僅かに短い長さを有し、第２壁部１３は、第２基部側縁４２と略同一又は僅かに短い長さを有する。

第１壁部１２と第２壁部１３は上述した構成に限られず、第１壁部１２は、第１基部側縁４１の一部に当接し、第２壁部１３は第２基部側縁４２の一部に当接可能であれば特に限定されるものではないが、第１壁部１２は、第１基部側縁４１のフランジ外周縁１５近傍及び基部底縁４３近傍に相当する位置に設けられていることが好ましく、同様に、第２壁部１３は、第２基部側縁４２のフランジ外周縁１５近傍及び基部底縁４３近傍に相当する位置に設けられていることが好ましい。

また、第１壁部１２と第２壁部１３は、例えば、図３に示すように、直線状に並べて配置された複数の突状部を第１壁部１２とし、この複数の突状部に対して略平行となるように、直線状に並べて配置された複数の突状部を第２壁部１３とすることもできる。図３に示す突状部は略円柱形状であるが、これに限定されず、例えば、四角柱等種々の形状とすることができる。

第１壁部１２と第２壁部１３は、フランジ１の下面側から上面側（耕耘爪２が取り付けられる面側）に向けて、押圧ポンチ等で押圧して下面側を凹陥させることにより、フランジ１の上面側に突出させている。つまり、第１壁部１２と第２壁部１３は、フランジ１と一体的に形成されたものである。なお、第１壁部１２と第２壁部１３とをフランジ１に強固に固定できれば、上述した構成に限られず、取り付け方は特に限定されない。

この第１壁部１２と第２壁部１３は、フランジ１に耕耘爪２を取付ける際、耕耘爪２の幅方向の位置を決めるガイドとなる。また、耕耘爪２の基部４が第１壁部１２と第２壁部１３とに当接しているので、耕耘用作業機の使用時における耕耘爪２のガタツキを抑制することができる。また、第１壁部１２と第２壁部１３とがフランジ１と一体的に形成されている場合、第１壁部１２と第２壁部１３はフランジ１を補強するための補強リブとなる。

第１基部側縁４１のフランジ外周縁１５近傍の第１壁部１２と、第２基部側縁４２の基部底縁４３近傍に相当する位置における第２壁部１３とは、耕耘用作業機の使用時において耕耘爪２が通常に回転しているとき、耕耘爪２が回転方向側に向けて動こうとする力を阻止することができる。また、第２基部側縁４２のフランジ外周縁１５近傍の第２壁部１３と、第１基部側縁４１の基部底縁４３近傍に相当する位置における第１壁部１２とは、耕耘爪２に異常な負荷がかかったときの衝突エネルギーを吸収することができる。この第１壁部１２と第２壁部１３とは、耕耘爪２に異常な負荷がかかった場合に、後述する接触面ＣＳの摩擦トルクだけでは受けとめられない力を受け止め、締結体（ボルトＢとナットＮ）を緩みにくくすることができる。

図１及び図２に示すように、フランジ１には、基部底縁４３に相当する位置に位置決め部１４が設けられている。具体的には、フランジ１に突状部を突設させて位置決め部１４としている。さらに具体的には、耕耘爪２の内径側端４３に沿うように直線状に並べて配置された二つの略円柱形状の突状部を位置決め部１４としている。この位置決め部１４は、耕耘爪２をフランジ１に取り付ける際に、耕耘爪２の基部４を第１壁部１２と第２壁部１３とに案内させながら内径方向に挿入し、耕耘爪２の内周側端が位置決め部１４に当接するとフランジボルト挿通孔１１と耕耘爪２のボルト挿通孔４０とが対応する位置に配され、容易にボルトＢを挿通させることができるものである。つまり、位置決め部１４は、基部底縁４３の位置を決めるものである。位置決め部１４は、基部底縁４３が当接することで、フランジボルト挿通孔１１と耕耘爪２のボルトＢ挿通孔４０を対応する位置に配することができればどのような構成でも良く、数、形状等上述した構成に限定されるものではない。

位置決め部１４は、第１壁部１２及び第２壁部１３と同様に、フランジ１の下面側から上面側に向けて、押圧ポンチ等で押圧して下面側を凹陥させることにより、フランジ１の上面に突出させている。つまり、位置決め部１４は、フランジ１と一体的に形成されたものである。なお、位置決め部１４は、フランジ１に溶接等によって固着させる構成としてもよい。

本実施形態に係る耕耘爪２取り付け構造に取り付けられる耕耘爪２は、適材に熱処理を施して硬度及び靱性に優れた弾性体である。耕耘爪２は、基部４と刃部３とから構成され、基部４の略中央部には締結に用いられるボルトに対応するボルト挿通孔４０が設けられている。耕耘爪２は、刃部３が回転方向と逆側に湾曲しており（図１参照）、基部４は略矩形の平板形状である。

図４に示すように、耕耘爪２の基部４には、フランジに向けて、少なくとも３個の凸部４４が設けられている。凸部４４は、耕耘爪２をフランジ１に取り付けるために使用されるボルトＢのボルト軸径寸法をｄとしたとき、耕耘爪２のボルト挿通孔中心Ｏから２．５ｄ以上離れた位置に点在しており、ボルト挿通孔中心Ｏからできるだけ離れた位置に設けられていることが好ましい。各凸部４４の突出高さは、それぞれ略同一に形成されている。

図５に示すように、凸部４４は、耕耘爪２のボルト挿通孔４０の中心Ｏを中心としてｎ等分（ｎは３以上の整数）された各領域に少なくとも一つ設けられている。なお、各領域とは、境界線上を含むものとする。例えば、図５に示すように、凸部４４が設けられる領域を、耕耘爪のボルト挿通孔の中心を中心として３等分にした場合、Ａ領域（図５中のドット部分の領域）、Ｂ領域（図５中の実線部分の領域）及びＣ領域（図５中の破線部分の領域）のそれぞれに、少なくとも一つの凸部４４が設けられている。なお、耕耘爪２のボルト挿通孔４０の直径は、使用するボルト軸径寸法ｄと略同一か僅かに長い寸法に設計されているため、フランジ１に耕耘爪２を締結した状態にて、ボルト挿通孔中心Ｏとボルト軸径中心Ｏ´とは略同一位置となる。

凸部４４の数は、４個以上設ける構成としてもよいが、３個が好ましい。耕耘爪２をフランジ１に取り付けた際、各接触面ＣＳに対して均等に力が加わるので、安定した締結状態となるからである。

また、図４に示すように、凸部４４は、耕耘爪２のボルト挿通孔中心Ｏを中心としてｎ等分（ｎは３以上の整数）された各境界線上にそれぞれ設けられていることが好ましい。また、これらの凸部が、ボルト挿通孔中心Ｏから略等しい距離離れた位置にそれぞれ設けられていることが好ましい。つまり、凸部４４は、円周上に等間隔に設けられていることが好ましい。

凸部４４とフランジ１とが接触するそれぞれの接触面ＣＳは、摩擦係数を大きくする表面加工を施すことが好ましい。なお、凸部４４又はフランジ１のいずれかの接触面ＣＳのみに摩擦係数が大きくなる表面加工を施してもよい。

このようにすれば、摩擦力に影響する重大な要素である接触面ＣＳ部分の垂直荷重（接触圧）と摩擦係数を大きくすることができるので、接触面ＣＳ部分の摩擦力を増大させることができる。

凸部４４は、耕耘爪２の上面側から下面側に向けて、押圧ポンチ等で押圧して上面側を凹陥させることにより、耕耘爪２の下面に突出させている。つまり、凸部４４は、耕耘爪２と一体的に形成されたものである。なお、凸部４４を耕耘爪２に溶接等によって固着させる構成としてもよい。

基部４の厚みｔは、耕耘爪２をフランジ１に取り付けるために使用されるボルトＢのボルト軸径寸法をｄとしたとき、０、７ｄ以下であることが好ましい。例えば、使用されるボルト軸径ｄが１０ｍｍの場合、基部の厚みｔは、７ｍｍ以下に形成されていることが好ましい。

基部の幅ｗ（第１基部側縁４１から第２基部側縁４２までの垂直距離）は、耕耘爪２をフランジ１に取り付けるために使用されるボルトＢのボルト軸径をｄとしたとき、３ｄ〜６ｄとすることが好ましく、基部４の縦方向（内径方向）長さｌは、耕耘爪２をフランジ１に取り付けるために使用されるボルトＢのボルト軸径をｄとしたとき、３ｄ〜６ｄとすることが好ましい。

このような基部４であれば、従来の耕耘爪２の基部４と比べて厚みが薄いので弾性力が大きくなり、一対のボルトＢとナットＮにてフランジ１に耕耘爪２を締め付け固定した場合、接触面ＣＳ部分の垂直荷重を大きくすることができる。

また、図６に示すように、耕耘爪２の基部４の形状を、ボルト挿通孔４０部分が頂部となるような断面弓状形状にすることもできる。つまり、フランジ１に耕耘爪を適切に配置した状態にて、ボルト挿通孔４０の周囲とフランジボルト挿通孔１１の周囲との間に間隙を設ける。このようにすれば、一対のボルトＢとナットＮとで、耕耘爪２をフランジ１に締結する際、耕耘爪２の基部４が撓み、接触面ＣＳ部分の垂直荷重をより大きくすることができる。

以下に、本実施形態に係る耕耘爪２取り付け構造の締結体（ボルトＢとナットＮ）が緩みにくい理由について、図６（説明の便宜上、接触面ＣＳが３カ所の場合を示す。）を示しながら説明する。

耕耘爪２が取り付けられるフランジ１は、耕耘軸を中心として回転する回転体である。そのため、一般的な機械と異なり耕耘爪２が回転中に負荷を受けると、各フランジ１は耕耘軸６の中心を支点とするトルクで対応することになるが、フランジ１に取り付けられた耕耘爪２自体は、負荷を受けるとボルト軸径中心Ｏ´を支点とするトルクで対応することとなる。本実施形態に係る耕耘爪２取り付け構造は、耕耘爪２の基部４に設けられた複数の凸部４４とフランジ１とを接触させているため、この凸部４４とフランジ１とが接触する接触面ＣＳ（ａ_１、ａ_２、ａ_３）の回転モーメントは、全てボルト軸径中心Ｏとなり、この各接触面ＣＳの摩擦トルクの総和が、耕耘爪２に加わる負荷に対応するトルクとなる。

フランジ１と耕耘爪２の複数の接触面ａ_１、ａ_２、ａ_３・・・・を摩擦トルクの発生場所とし、各接触面ＣＳにおける摩擦力の大きさをｆ_１、ｆ_２、ｆ_３・・・とし、ボルトＢ軸の中心から各接触面ＣＳの中央までの距離をｒ_１、ｒ_２、ｒ_３・・・とした場合、各接触面ＣＳ（ａ_１、ａ_２、ａ_３・・・）に発生した各接触面ＣＳの摩擦トルクは、ｆ_１ｒ_１、ｆ_２ｒ_２、ｆ_３ｒ_３、・・・となる。

よって、各接触面ＣＳの摩擦トルクの総和は、以下の数式１にあらわされる。

そして、この各接触面ＣＳの摩擦トルクの総和が耕耘爪２に加わる負荷に対応するトルクとなり、耕耘作業において耕耘爪２が受ける負荷によって締結体（ボルトＢとナットＮ）が緩められるトルクに対抗することとなる。

本実施形態に係る耕耘爪取付け構造によれば、ボルト軸径中心Ｏ´から一定距離以上離れた位置に複数の摩擦力の大きい接触面ＣＳを点在させ、摩擦トルクの総和を大きくしているので、締結体（ボルトＢとナットＮ）が緩みにくくなる。

また、本実施形態に係る耕耘爪２取り付け構造は、一対のボルトＢとナットＮにより、耕耘爪２がフランジ１に取り付けられているため、耕耘爪２の取り付け、び取り外し、及び増し締めが容易である。したがって、修理及び保全が簡易にでき、作業効率の向上が図れる。

以上のとおり、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、変更又は削除が可能である。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。

１フランジ
１０耕耘軸貫通孔
１１フランジボルト挿通孔
１２第１壁部
１３第２壁部
１４位置決め部
１５フランジ外周縁
２耕耘爪
３刃部
４基部
４０ボルト挿通孔
４１第１基部側縁
４２第２基部側縁
４３基部底縁
４４凸部
Ｏボルト挿通孔の中心
Ｂボルト
Ｏ´ ボルト軸径中心
ｄボルト軸径寸法
Ｎナット
ｔ基部の厚み
ｗ基部の幅
ｌ基部の縦方向長さ
ＣＳ接触面

Claims

耕耘軸に固着されるフランジに耕耘爪を取付けるための耕耘爪取り付け構造であって、
前記耕耘爪の前記フランジと対向する部分である基部の略中央に、ボルト挿通孔を有し、
前記基部には、フランジに向けて、少なくとも３個の凸部が設けられており、
前記凸部は、使用するボルトのボルト軸径寸法をｄとしたとき、耕耘爪のボルト挿通孔中心から２．５ｄ以上離れた位置であって、耕耘爪のボルト挿通孔の中心を中心としてｎ等分（ｎは３以上の整数）された各領域に少なくとも一つ設けられており、
前記フランジに設けられたフランジボルト挿通孔と、前記耕耘爪のボルト挿通孔とにボルトを挿入させ、ナットを螺着させることにより、複数の前記凸部と前記フランジとが接触した複数の接触面を有する状態で、一対のボルトとナットによってフランジに耕耘爪を取り付ける耕耘爪取り付け構造。
前記耕耘爪の前記基部の厚みは、前記耕耘爪を前記フランジに取り付けるために使用される前記ボルトのボルト径寸法をｄとしたとき、０、７ｄ以下である請求項１に記載の耕耘爪取り付け構造。
前記耕耘爪の基部の形状が、ボルト挿通孔部分が頂部となるような断面弓状形状である請求項１又は請求項２に記載の耕耘爪取り付け構造。
前記フランジには、前記耕耘爪を取り付けた状態にて、前記耕耘爪の第１基部側縁に当接する第１壁部と、第２基部側縁に当接する第２壁部が設けられている請求項１から請求項３のいずれかに記載の耕耘爪取り付け構造。