JP5033390B2 - 耕耘爪 - Google Patents

Description

本発明は、ロータリ耕耘装置の耕耘爪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として、従来、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。この耕耘爪４０は、図２（ａ）（側面図），図２（ｂ）（底面図），図２（ｃ）（断面図）に示すように、耕耘爪軸６０に取り付けられる取付基部４１から連続して延びる縦刃部４３及び横刃部４７を有し、縦刃部４３から横刃部４７にかけて矢印Ａが示す回転方向と逆向きに弯曲し、横刃部４７が縦刃部４３に対して一側方に弯曲形成されるとともに、横刃部４７の先端部分の峰縁側に反り返り部４８が形成されている。反り返り部４８は、一側方に弯曲する横刃部４７の弯曲方向と反対方向にわずかに反り返るように形成されている。

ところが、前述した従来の耕耘爪４０は、全体として能率の良い耕耘作業を行うことができるが、縦刃部４３の刃縁部４３ａの長さが横刃部４７の刃縁部４７ａのそれより短いために土への切り込みが不足し、また横刃部４７の刃縁部４７ａの長さが長いことから側方力（爪軸軸芯方向の力）が大きくなりすぎて耕耘負荷が大きくなり、またすくい面４７ｂが広く曲率半径ｒが大きいことから、土の反転や放てきが弱いという欠点があった。そこで、本出願人は、特許文献２において、前述した従来の耕耘爪の課題を解決した耕耘爪を提案し、実用に供して業界内において好評を得ている。

この耕耘爪５０は、図３（ａ）（側面図），図３（ｂ）（底面図）に示すように、取付基部５１と、縦刃部５３と、横刃部５７とを有し、縦刃部５３から横刃部５７にかけて矢印Ｘが示す回転方向と逆向きに弯曲し、横刃部５７が縦刃部５３に対して一側方に弯曲形成され、耕耘爪軸６０に取付けられる耕耘爪軸中心Ｏと取付基部５１の中心を通る線分から爪先端までの爪軸軸芯方向の側面視における爪長さを爪全長としたとき、横刃部５７の折曲開始部分５７ｃの長さＬが、爪全長の半分よりもやや先端側寄りとされ、縦刃部５３における刃縁部５３ａでの側面視での刃縁長さが横刃部５７における側面視での刃縁部５７ａの刃縁長さより長くされ、横刃部５７の一方側への弯曲がほぼ一定の曲率半径ｒで弯曲され、この曲率半径ｒが、取付基部５１から折曲開始部分５７ｃまでの爪軸軸芯方向の側面視における水平長さよりやや短い長さ若しくはほぼ同じ長さとされ、横刃部５７の先端が長辺部５９ａと短辺部５９ｂとで構成された不等辺山形５９に形成され、この山形の長辺部５９ａは耕耘爪軸中心と取付基部５１の中心を通る線分と略平行とされ、また、横刃部５７の先端部分における峰縁側に、一側方に弯曲する横刃部５７の弯曲方向と反対方向にわずかに反り返らせた反り返り部５８を形成することにより、さらに耕耘性能が高く耕耘トルクを低減できるものである。

特開昭６２−８７００２号公報 特開平９−２９８９０３号公報

この図３（ａ）に示す従来の耕耘爪５０は、十分性能を発揮できる耕耘爪であるが、次の課題を解消できれば、より一層有用性を向上することができるものである。即ち、耕耘爪５０は、縦刃部５３が耕耘爪軸６０に対して垂直方向で且つ圃場の土に対して進行方向と並行に打ち込まれるので、土を移動させるための縦刃部５３の仕事量が非常に小さく、横刃部５７の負担が大きいため、この負担を小さくして耕耘トルクをできるだけ小さくできないかという課題があった。

また横刃部５７によって移動される土は、横刃部５７が土内を移動する際に、機体の進行にともなう横刃部５７の移動によって圧縮されるが、横刃部５７の先端部のうち反り返り部５８よりも内側の土は、反り返り部５８に沿って流れ出るので過圧縮されないが、横刃部５７の先端部のうち直線状に形成された長辺部５９ａの内側の土は、逃げ場を失って過圧縮される。この過圧縮を少なくして、耕耘トルクを小さくして、消費馬力を抑えるとともに振動要因が誘発されないようにできないかという課題があった。

本発明は、高い耕耘性能のままで、振動要因が取り除かれ、耕耘トルクが低減して経済的な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は、以下の特徴を有する。特徴の一つは、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弯曲するとともに、横刃部が縦刃部に対して一側方に弯曲した耕耘爪において、縦刃部の折曲開始線と横刃部の折曲開始線が略平行に延び、縦刃部が取付基部に対して一側方に横刃部の湾曲方向と同一方向に傾斜していることを特徴とする。

この特徴によれば、縦刃部の折曲開始線と横刃部の折曲開始線が略平行に延び、縦刃部を取付基部に対して一側方に横刃部の湾曲方向と同一方向に傾斜することにより、取付基部の他方側の面から一方側に湾曲した横刃部の先端までの先曲げ高さを所定の高さに設定する場合、取付基部に対して縦刃部が直線状に延びる場合と比較して、傾斜した縦刃部に対する横刃部の先端までの先曲げ高さを小さくすることができる。このため、土を移動させるための横刃部の仕事の負担を軽減することができる。また縦刃部は、取付基部に対して一側方に横刃部の湾曲方向と同一方向に傾斜しているので、機体の進行方向に対して斜め方向に打ち込まれて、土を移動させる仕事を行うことができる。このため、耕耘爪に作用する力のうち土を移動させるための力が分散されて、横刃部に力が集中する場合と比較して、耕耘爪全体の耕耘トルクを小さくすることができ、その結果として消費馬力が抑えられて経済性を向上することができる。

さらに特徴の一つは、縦刃部の折曲開始線が、耕耘爪軸に取り付けて該耕耘爪軸中心と取付基部の中心を通る線分から爪先端までの爪軸軸芯方向の側面視における爪長さを爪全長としたときに、該爪全長の取付基部側寄りの１／４付近に位置し、横刃部の折曲開始線は、爪全長の半分よりも先端側寄りとされていることを特徴とする。

この特徴によれば、縦刃部の折曲開始線を、爪全長の取付基部側寄りの１／４付近に位置することで、縦刃部の殆どを傾斜させることができ、縦刃部によって土を移動させる仕事の量を大きくすることができる。また横刃部の折曲開始線を爪全長の半分よりも先端側寄りとすることで、縦刃部の長さが長くなり、縦刃部による土の縦切り深さを充分に確保して圃場に存在する藁等を確実にすき込むことができるとともに、側方力を確実に支持することができる。このため、本願の耕耘爪は、縦刃部が取付基部に対して直線状に延びて所定の先曲げ高さを有した耕耘爪と比較しても、この耕耘爪と略同程度の耕耘性能を得ることができる。

本発明に係わる耕耘爪によれば、上記特徴を有することで、高い耕耘性能を有し、振動要因が取り除かれ、耕耘トルクがさらに抑えられて経済的な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等に使用されるものである。

耕耘爪１は、図１（ａ）（側面図）及び図１（ｂ）（底面図）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。耕耘爪１は、例えばＳＵＰ６の材料で形成され、取付基部３をボルト締結手段等によって耕耘爪軸６０に設けられた爪ホルダに取り付けられて矢印Ａ方向に回転して耕耘作業を行う。

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弯曲するとともに、横刃部２０が略一定の曲率半径ｒ（具体的には１００ｍｍ）で縦刃部１０に対して一側方に弯曲して内側にすくい面２１を形成している。縦刃部１０及び横刃部２０のそれぞれには、略一定幅を有した刃縁部１０ａ，２０ａが形成されており、この刃縁部１０ａ，２０ａは片刃とされている。なお、刃縁部１０ａ，２０ａは、両刃でもよく、両刃の場合には角度を異なるものにすることが好ましいが、等角としてもよい。

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（爪軸軸芯方向の力）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の折曲開始部分２３の水平長さＬ１は、耕耘爪軸６０に取り付けて該耕耘爪軸中心Ｏと取付基部３の中心を通る線分から爪先端までの爪軸軸芯方向の側面視における爪長さを爪全長Ｌとしたときの爪全長Ｌの半分より先端側寄りとされており、これによって、縦刃部１０の長さが長くなって縦刃部１０の刃縁部１０ａによって縦切りするときの側方力を充分に支持するとともに、横刃部２０の刃縁部２０ａによる横切り抵抗を小さくして、耕耘トルクを減少させて消費馬力の増大を抑えている。なお、図面では、水平長さＬ１が横刃部２０の先端までの長さの半分よりもやや先端側寄りとしているが、同じ長さでもよい。

縦刃部１０は、取付基部３に対して僅かな角度α（具体的には５度）を有して一側方に傾斜している。これによって、取付基部３の他方側の面から一方側に湾曲した横刃部２０の先端までの先曲げ高さωｃ_１を所定高さ（具体的には６５±３ｍｍ）に設定する場合において、取付基部３に対して縦刃部１０が直線状に延びる場合と比較して、傾斜した縦刃部１０に対する横刃部２０の先端までの先曲げ高さωｃ_２（具体的には５１ｍｍ）をωｃ_１（具体的には６５±３ｍｍ）よりも小さくすることができ、土を移動させる横刃部２０の仕事の負担を軽減することができる。

また縦刃部１０の折曲開始部分１１は、爪全長Ｌの取付基部側寄りの１／４付近に位置している。これによって、縦刃部１０は、その大部分が傾斜して機体の進行方向に対して圃場の土に斜め方向に打ち込まれて、土を移動させる仕事を行うことができる。また横刃部２０の折曲開始部分２３が爪全長Ｌの半分よりも先端側寄りにあって縦刃部１０の長さが長いので、圃場に存在する藁等を確実にすき込むことができる。このため、本願の耕耘爪１は、縦刃部１０が取付基部３に対して直線状に延びて先曲げ高さωｃ_１が所定高さ（具体的には６５±３ｍｍ）を有する図３（ｂ）に示す耕耘爪５０と比較して、この耕耘爪５０と略同程度の耕耘性能（反転、すき込み）を発揮することができ、さらに耕耘トルクを小さくして消費馬力を抑えて経済的な耕耘爪とすることができる。

さらに横刃部２０の先端部の断面形状は、図１（ｃ）（断面図）に示すように、一側方に弯曲する横刃部２０の弯曲方向と同方向側に凸状に弯曲している。具体的には、横刃部２０の先端部の断面形状は、曲率半径（Ｒ７＝２００ｍｍ）を有して弯曲している。これによって、機体が進行しながら耕耘爪１が回転している際に、横刃部２０のすくい面２１側に存在する土は機体の進行に伴って移動する横刃部２０によって矢印Ｂの方向に圧縮されるが、この土は、機体の進行に伴って横刃部２０の先端部の幅方向外側（矢印Ｃ、Ｄ方向）に沿って移動する。このため、土の流れがスムースとなり、土が過圧縮される事態を未然に防止することができる。その結果、振動要因を取り除くことができ、耕耘トルクをさらに抑えることができる。

［実施例］
最大回転半径Ｒｍ ： ２４５±２ｍｍ
水平長さＬ１ ： １２５．３ｍｍ
水平長さＬ２ ： ５０．５ｍｍ
屈曲部曲率半径ｒ ： １００ｍｍ
屈曲角ε ： ６０°
先曲げ高さωｃ_１ ： ６５±３ｍｍ
先曲げ高さωｃ_２ ： ５１ｍｍ
Ｒ１ ： ３０ｍｍ
Ｒ２ ： ９０ｍｍ
Ｒ３ ： ７２ｍｍ
Ｒ４ ： １３５ｍｍ
Ｒ５ ： １２０ｍｍ
Ｒ６ ： １５５ｍｍ
Ｒ７ ： ２００ｍｍ
但し、Ｒ１〜Ｒ６の定義は、新版農業機械ハンドブック第４２８ページ記載のなたづめ設計例に準拠している。

上記寸法、形状の耕耘爪１を材質ＳＵＰ６で形成し、耕耘爪軸６０に複数本装着して負荷特性等を測定したところ、図３に示す耕耘爪よりも耕耘トルク及び振動が大幅に低減したことを確認した。

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り、同図（ｃ）は同図（ａ）のI−I矢視に相当する部分の断面図である。 従来の耕耘爪を示し、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り、同図（ｃ）は同図（ａ）のII−II矢視に相当する部分の断面図である。 従来の耕耘爪を示し、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。

１ 耕耘爪
３ 取付基部
１０ 縦刃部
１１，２３ 折曲開始部分（折曲開始線）
２０ 横刃部
６０ 耕耘爪軸
Ｌ 爪全長
Ｏ 耕耘爪軸中心

Claims (2)

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弯曲するとともに、前記横刃部が前記縦刃部に対して一側方に弯曲した耕耘爪において、
   前記縦刃部の折曲開始線と前記横刃部の折曲開始線が略平行に延び、前記縦刃部が前記取付基部に対して一側方に前記横刃部の湾曲方向と同一方向に傾斜していることを特徴とする耕耘爪。
2. 前記縦刃部の折曲開始線は、前記耕耘爪軸に取り付けて該耕耘爪軸中心と前記取付基部の中心を通る線分から爪先端までの爪軸軸芯方向の側面視における爪長さを爪全長としたときに、該爪全長の取付基部側寄りの１／４付近に位置し、前記横刃部の折曲開始線は、前記爪全長の半分よりも先端側寄りとされていることを特徴とする請求項１に記載の耕耘爪。

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