JP2018121564A

JP2018121564A - 耕耘爪

Info

Publication number: JP2018121564A
Application number: JP2017015835A
Authority: JP
Inventors: 義明蒲田; Yoshiaki Kamata
Original assignee: Sasaki Corp
Current assignee: Sasaki Corp
Priority date: 2017-01-31
Filing date: 2017-01-31
Publication date: 2018-08-09
Anticipated expiration: 2037-01-31
Also published as: JP6882761B2

Abstract

【課題】耕耘抵抗が少なく耕耘作業速度を早くすることを可能とし、耕耘速度が増加しても砕土性やすき込み性能が低下することがない耕耘爪を提供する。【解決手段】取付基部２と、縦刃部３と、縦刃部３から連続して回転方向と逆方向に向けて湾曲するとともに側方に湾曲された横刃部４とが一体となって形成され、回転外周側に面した端縁側に刃部５を有する耕耘爪において、刃部５は、縦刃部３側から横刃部４に向け徐々に刃幅が広くなり、横刃部４先端で最大幅となり、横刃部４の湾曲開始線７は、取付基部中心線２０に対し、取付基部２の反対側に１０度乃至１５度角傾いていて、横刃部４先端までの湾曲高さＨは、取付基部中心線２０から刃部端縁５１の湾曲開始線位置Ｐまでの寸法と略同一であるとともに、折り曲げ内側半径ｒ１の１．７倍乃至１．９倍の寸法である耕耘爪による。【選択図】図１

Description

本発明は、耕耘作業に使用される耕耘爪に係る。

従来の耕耘爪に関する特許文献として、特開２０１３−２３０１４３号公報（特許文献1）や特開２００７−７４９７４号公報（特許文献２）の「耕耘爪」が公知である。

特許文献１に記載の「耕耘爪」は、「回転爪軸（Ｓ）の回転軸線（ＳＯ）を法線とする面を側面としたとき、当該側面視における取付け基部（１）の取付け中心を通る鉛直線分から横刃部湾曲開始部（Ｆ）の刃縁までの湾曲開始水平距離（Ｌ）が、取付基部（１）の取付け中心から耕耘爪の最下縁までの鉛直距離である全縦長さ（Ｃ）の略同等長さとされ、当該側面視における取付け基部（１）の取付け中心を通る鉛直線分と直交し、刃縁の最下縁を通る線と横刃部湾曲開始部（Ｆ）とのなす折曲角度（α）を略９０度とし、平面視にて取付け基部の面を基準として一方向に湾曲する湾曲板の第１湾曲曲率半径（ｒ１）が、前記湾曲開始水平距離（Ｌ）の半分以上の長さとされ、平面視にて取付け基部の面を基準として一方向に湾曲する基準面からの全湾曲高さ（Ｈ１）が、前記第１湾曲曲率半径（ｒ１）と略同等長さとされ、横刃部湾曲開始部（Ｆ）と略９０度で交会し、且つ横刃部刃縁の横方向先端位置（Ｏ）上又は横刃部刃縁の横方向先端位置（Ｑ）より上方に設けられる横刃先端部湾曲開始部（Ｇ）より上方の横刃部（３）が上記横刃部湾曲方向であって平面視にて横刃部中心線と直交する平面方向に第２湾曲曲率半径（ｒ２）にて湾曲した横刃先端部（３１）を形成したことを特徴とする耕耘爪。」を提供するものである。

特許文献２に記載の「耕耘爪」は、「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。」を提供するものである。

特開２０１３−２３０１４３号公報特開２００７−７４９７４号公報

耕耘作業を効率よく短時間で行うためには、耕耘作業機を装着したトラクタ等の走行機の作業速度を早くする必要がある。しかし、早くすると耕耘抵抗が増加するためトラクタへの負荷が大きくなり、大型のトラクタが必要となる。また、速度が高速になるにつれて耕耘砕土性又は夾雑物のすき込み性が悪化する傾向がある。

特許文献１、２記載の「耕耘爪」はいずれも、横刃部湾曲開始線が取付基部の取付け中心を通る鉛直線に対し取付基部側に傾斜あるいは平行となっているため、横刃部面が回転する外側方向を向く傾向となり、耕耘された耕耘土は横刃部から離れにくく耕耘抵抗を増加させる要因となる。また、特許文献２においては、横刃部先端部に第２湾曲曲率半径にて湾曲した横刃先端部を形成しているため、さらに耕耘抵抗を増加させる虞がある。

本発明の目的は、耕耘抵抗が少なく耕耘作業速度を早くすることを可能とし、耕耘速度が増加しても砕土性やすき込み性能が低下することがない耕耘爪を提供することにある。

本発明の請求項１の耕耘爪は、回転爪軸の軸芯方向に取付平面部を向けて装着される取付基部と、該取付基部から連続して外周方向に延び、さらに回転方向と逆方向に向けて湾曲する縦刃部と、該縦刃部から連続して回転方向と逆方向に向けて湾曲するとともに回転爪軸の軸芯方向に向け湾曲された横刃部とが一体となって構成され、前記縦刃部と横刃部は、回転外周側に面した端縁側に刃部を有する耕耘爪において、
該刃部は、前記回転爪軸の軸芯方向視面を側面としたとき、側面視前記縦刃部側から横刃部に向け徐々に刃幅が広くなり、前記横刃部先端で最大幅となり、前記刃部から回転内周側の前記縦刃部及び横刃部の峰縁部側の幅は略同幅で形成され、
前記横刃部と縦刃部の境界線である湾曲開始線は、前記回転爪軸の軸芯を通る取付基部中心線に対し、取付基部の反対側に１０度乃至１５度角傾いていて、
前記湾曲開始線位置における湾曲開始線方向の峰縁部側の幅に対する刃部の幅寸法は０．７乃至０．９倍であり、
平面視における前記取付基部の面を基準として一方に湾曲する基準面からの前記横刃部先端までの高さは、側面視における前記取付基部中心線から刃部端縁の前記湾曲開始線位置までの水平寸法と略同一であり、刃部端縁の先端と刃部端縁の前記湾曲開始線位置までの垂直方向の寸法の２．５倍乃至２．８倍の寸法であり、折り曲げ内側半径の１．７倍乃至１．９倍の寸法であることを特徴とした耕耘爪。である。

また、本発明の請求項２の耕耘爪は、側面視における回転爪軸の軸芯を通る取付基部中心線を垂直線としたとき、回転爪軸の軸芯から刃部端縁の前記湾曲開始線位置までの垂直線方向の寸法は、前記垂直線から前記湾曲開始線位置までの水平方向の寸法の２．５倍乃至２．７倍の寸法であることを特徴とした請求項１に記載の耕耘爪である。

さらに、本発明の請求項３の耕耘爪は、耕耘爪を取付けた前記回転爪軸の軸芯を中心に回転させたときの回転最外周端部と回転爪軸の軸芯を通る線の法線方向の前記横刃部の最大投影回転幅は、回転最外周半径の０．２５乃至０．３倍であることを特徴とした請求項１又は請求項２のいずれかに記載の耕耘爪である。

本発明の耕耘爪は、耕耘抵抗が少いため耕耘作業速度を早くすることを可能とし、砕土性やすき込み性能がよい。このため耕耘作業を効率よく行える耕耘作業機を提供できる。

この発明の実施の形態に係る耕耘爪の側面図（ａ）、及び平面図（ｂ）である。

この発明の実施の形態に係る耕耘爪を図面に基いて説明する。図1の（ａ）は、回転自在の回転爪軸１に取り付けた状態の回転爪軸の軸心方向視の耕耘爪の側面図である。耕耘爪は、回転爪軸１に固着して設けられたホルダー１１に保持され取り付けられる。本例のホルダー１１は、外周方向を向いた耕耘爪を挿入する矩形の孔を有し、耕耘爪を挿入して回転爪軸の軸心方向に貫通した取付孔２１にボルトを差し込んで締結する。回転爪軸１は軸心方向に多数のホルダー１１が放射状に設けられていて耕耘爪が取付けられ耕耘ロータを構成する。本例の説明においては、耕耘爪の回転爪軸の軸心方向視を側面として説明する。

耕耘爪は、板状に形成されていて、回転爪軸１のホルダー１１に取り付けられる取付基部２と、該取付基部２に連続して設けられる縦刃部３と、該縦刃部３に連続して設けられる横刃部４とを有し、取付基部２に対し縦刃部３及び横刃部４が、図１の（ａ）に示す矢印Ｙで示す回転方向と逆向きに湾曲するように形成されていて、さらに横刃部４は回転爪軸の軸芯１ａ方向（図１においては手前側）に向け湾曲されて設けられている。

縦刃部３及び横刃部４の回転外周側端縁部には連続して刃部５が設けられ、刃部５は側面視縦刃部３から横刃部４に向け徐々に刃幅が広くなり、横刃部４の先端部で最大幅となる。また、前記のように刃幅を広くとっているため、刃先角度が鋭角となり、土壌に刺さり込みやすく耕耘抵抗を軽減できる。

刃部５の内側に位置する峰縁部６側の縦刃部３及び横刃部４の幅は、取付基部２側から横刃部４先端部まで略同一幅で形成されていて、厚さは取付基部２側から横刃部４先端部まで徐々に減厚されている。本例においては、取付基部２側が１０ｍｍ厚程度で、横刃部４先端部で６ｍｍ程度の厚さとなっている。

図１（ａ）は、回転爪軸の軸芯１ａと取付基部２の中心とを通る取付基部中心線２０が垂直になるように配置したものである。この状態で縦刃部３と横刃部４との境界部である湾曲開始線７と刃部５の刃部端縁５１との交点Ｐの位置がほぼ最下端部に位置する。また、湾曲開始線７は、取付基部中心線２０に対し、取付基部２と反対側（図１における左側）に傾いている。本例においては１２度角傾いていて、１０度乃至１５度角の傾きが望ましい。湾曲開始線７が取付基部２と反対側に傾斜していることにより、横刃部４に載せられた掘削土壌が耕耘爪の回転により斜め後方に流れやすくなり、抱え込む状態が少なくなるため、耕耘抵抗を低減することができる。また、耕耘土壌を停滞させずに高速で投げ出すように作用するため砕土性が向上する。

取付基部２は、断面矩形であり、ホルダー１１に挿入される部分は一定の厚さと幅になっている。取付基部２にはボルト等の固定手段を挿通するための取付孔２１が取付基部中心線２０上に回転爪軸の軸心１ａ方向と同方向に向け備えられている。取付基部２は、本例のホルダータイプの取付けに限らずフランジタイプの取付けであっても本発明は適用できる。

縦刃部３は、取付基部２から連続して形成され、取付基部２の取付け基部中心線２０に対し徐々に回転方向Ｙと逆方向に湾曲している。湾曲は、回転外周側も内周側も取付基部２側の曲率半径が小さく、横刃部４先端側が大きくなるように滑らかに形成されている。これによって耕耘爪への夾雑物等の引っ掛かりがなくなり、すき込み性能が向上する。また、回転外周側の刃部５が取付基部２側から横刃部４方向に徐々に幅が広くなっていて、縦刃部３と横刃部４の全体の幅は、横刃部４先端側が最も広くなっている。横刃部４の湾曲開始線７位置における峰縁部側の幅ｋ２に対する刃部の幅ｋ１寸法は０．７乃至０．９倍である。横刃部４の湾曲成形前の展開形状を２点鎖線で示している。

横刃部４は、縦刃部３から湾曲開始線７を境に滑らかに連続して形成されていて、図１においては手前側に湾曲している。取付基部中心線２０から刃部端縁５１と湾曲開始線７との交点位置Ｐまでの水平寸法Ｂと、図１の（ｂ）に示す取付基部２の図１における裏面側面である基準面Ｄからの横刃部４先端までの湾曲高さＨは、略同一であり、刃部端縁５１の先端と刃部端縁５１の湾曲開始線７位置までの垂直方向の寸法Ｘの２．５倍乃至２．８倍の寸法であり、それぞれの長さの差が最大１０ｍｍ以内であることが望ましい。また、湾曲高さＨは、折り曲げ内側半径ｒ１の１．７乃至１．９倍の寸法である。従って、横刃部４の先端側には平面部が形成されている。湾曲角度θは、５５度角乃至６５度角が望ましい。横刃部４の先端側に平面部が形成されていることによって、土離れが良く、横刃部４の面に載せられた土壌が遠方に飛ばされやすく、湾曲角度との相乗効果によって砕土性が向上する。

耕耘爪を取付けた状態で回転爪軸１を回転させたときの最外端に位置する回転最外周端部５０は、横刃部４の刃部端縁５１の略中間部に位置する。回転最外周端部５０と回転爪軸の軸芯１ａを結んだ線、即ち回転外周半径Ｒａは最大回転半径である。回転最外周端部５０における法線方向の横刃部４の最大投影回転幅ｒａは、回転外周半径Ｒａの０．２５乃至０．３倍に形成されている。また、取付基部中心線２０を垂直線としたとき、回転爪軸の軸芯１ａから刃部端縁５１の湾曲開始線７位置Ｐまでの垂直線方向の寸法Ａは、垂直線から湾曲開始線７位置Ｐまでの水平方向の寸法Ｂの２．５倍乃至２．７倍の寸法であるように形成されている。これらの関係寸法によって形成された耕耘爪は、耕耘負荷を軽減して効率よく耕耘動力が作用し高速での耕耘が可能となる。

耕耘爪の作用について説明する。耕耘爪が取付けられた回転爪軸１を回転すると、耕耘爪の縦刃部３の刃部端縁５１により土を切断して土に食い込む。そして順次横刃部４側の刃部５によって切断されていく。縦刃部３によって切断された土壌の側方側は、横刃部４で斜め横方向に移動させられ、さらに、横刃部４の接線方向に回転力によって投げ出され移動される。この間、耕耘爪は、回転しているため横刃部４の土壌は、回転方向後方側の先端側に順次押されて移動して飛ばされる。そして、飛ばされた土壌は、回転爪軸１の上方外周を覆うカバー（図示せず）にぶつけられ土壌はこなれて粉砕される。このように、土壌に適度の圧力を作用させ横方向への移動を効率よく行うため土壌が短時間に細かく破砕される。

縦刃部３及び横刃部４の回転外周側端縁側に設けた刃部５は、縦刃部３から横刃部４に向け徐々に刃幅が広くなり、横刃部４の先端部で最大幅となっていることにより、刃の断面角度がより鋭角となっていて、小さい動力で土に食い込むことができる。また、横刃部４の先端側が広くなった形状となるため、切断された土壌をより多くとらえて飛散させる。飛散させる土壌が多いほど細かく破砕される確率が多くなり、耕耘速度を早くした場合でも砕土性能の低下が抑えられる。

取付基部中心線２０から刃部端縁５１と湾曲開始線７との交点位置Ｐまでの水平寸法Ｂと、横刃部４先端までの湾曲高さＨは、略同一に設けられていて、即ち、縦刃部３と横刃部４の長さの比率は略同等に設けられている。このことによって、縦刃部３の長さを短めに設定し、横刃部４に作用する負荷による曲げモーメントを小さくして、高速作業において縦刃部３に発生する負荷を軽減している。また、湾曲高さＨは、折り曲げ内側半径ｒ１の１．７乃至１．９倍の寸法であり、先端部には平面部が形成される。平面部が形成されていることによって、横刃部４の面に載せられた土壌が誘導され遠方に飛ばされやすく、湾曲角度との相乗効果によって砕土性が向上する。湾曲角度θは、５５度角乃至６５度角に形成されていて、湾曲角度θが小さいと横刃部４に載せられた耕耘土が逃げて飛散又は移動させられにくいため、砕土性能が低下する。また、湾曲角度θが大きくなると耕耘土が抱え込まれやすくなるため耕耘動力が増加する。

縦刃部３及び横刃部４の回転外周側端縁側に設けた刃部５は、取付基部２の取付け基部中心線２０に対し徐々に回転方向Ｙと逆方向に湾曲していて、湾曲は、回転外周側も内周側も取付基部２側の曲率半径が小さく、横刃部４先端側が大きくなるように滑らかに形成されている。このことにより、回転爪軸１の回転により耕耘土に含まれる夾雑物が刃部端縁に引っ掛からずに土中に移動され埋め込まれやすくなり、すき込み性能が向上する。

この発明は、トラクタ等の走行機後方に装着されて耕耘作業を行う耕耘作業機の耕耘爪に適用できる。

１回転爪軸
２取付基部
２０取付基部中心線
３縦刃部
４横刃部
５刃部
５０回転最外周端部
５１刃部端縁
６峰縁部
７湾曲開始線

Claims

回転爪軸の軸芯方向に取付平面部を向けて装着される取付基部と、該取付基部から連続して外周方向に延び、さらに回転方向と逆方向に向けて湾曲する縦刃部と、該縦刃部から連続して回転方向と逆方向に向けて湾曲するとともに回転爪軸の軸芯方向に向け湾曲された横刃部とが一体となって構成され、前記縦刃部と横刃部は、回転外周側に面した端縁側に刃部を有する耕耘爪において、
該刃部は、前記回転爪軸の軸芯方向視面を側面としたとき、側面視前記縦刃部側から横刃部に向け徐々に刃幅が広くなり、前記横刃部先端で最大幅となり、前記刃部から回転内周側の前記縦刃部及び横刃部の峰縁部側の幅は略同幅で形成され、
前記横刃部と縦刃部の境界線である湾曲開始線は、前記回転爪軸の軸芯を通る取付基部中心線に対し、取付基部の反対側に１０度乃至１５度角傾いていて、
前記湾曲開始線位置における湾曲開始線方向の峰縁部側の幅に対する刃部の幅寸法は０．７乃至０．９倍であり、
平面視における前記取付基部の面を基準として一方に湾曲する基準面からの前記横刃部先端までの高さは、側面視における前記取付基部中心線から刃部端縁の前記湾曲開始線位置までの水平寸法と略同一であり、刃部端縁の先端と刃部端縁の前記湾曲開始線位置までの垂直方向の寸法の２．５倍乃至２．８倍の寸法であり、折り曲げ内側半径の１．７倍乃至１．９倍の寸法であることを特徴とした耕耘爪。
側面視における回転爪軸の軸芯を通る取付基部中心線を垂直線としたとき、回転爪軸の軸芯から刃部端縁の前記湾曲開始線位置までの垂直線方向の寸法は、前記垂直線から前記湾曲開始線位置までの水平方向の寸法の２．５倍乃至２．７倍の寸法であることを特徴とした請求項１に記載の耕耘爪。
耕耘爪を取付けた前記回転爪軸の軸芯を中心に回転させたときの回転最外周端部と回転爪軸の軸芯を通る線の法線方向の前記横刃部の最大投影回転幅は、回転最外周半径の０．２５乃至０．３倍であることを特徴とした請求項１又は請求項２のいずれかに記載の耕耘爪。