JP6882765B2

JP6882765B2 - 耕耘爪

Info

Publication number: JP6882765B2
Application number: JP2017056781A
Authority: JP
Inventors: 義明蒲田
Original assignee: 株式会社ササキコーポレーション
Priority date: 2017-03-23
Filing date: 2017-03-23
Publication date: 2021-06-02
Anticipated expiration: 2037-03-23
Also published as: JP2018157783A

Description

本発明は、耕耘作業機の回転ロータ軸に取付けて使用される耕耘爪に関するものである。

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）、特許第５８７７０２２号公報(特許文献３)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。

特許文献３に記載の「耕耘爪」は、「・・・耕耘爪において、前記縦刃部及び前記横刃部は、刃縁部と、前記刃縁部に対して略等間隔を維持しながら延びるとともに前記逆回転の方向側にある峰縁部と、を有しており、前記縦刃部における前記刃縁部の先端であって、立上げ線と前記刃縁部との交点に位置する縦刃縁先端位置を最下位置とするように、前記耕耘爪が前記耕耘爪軸に取り付けられた状態の側面視において、前記横刃部における前記峰縁部の先端である峰先端位置における接線は、略鉛直方向に延びていることを特徴とする耕耘爪。」である。

特開２０１３−２３０１４３号公報特開２００７−７４９７４号公報特許第５８７７０２２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乃至３記載の「耕耘爪」はいずれも、作業速度を早くした場合、耕耘抵抗の増加や、耕耘砕土性能、夾雑物のすき込み性能に関し土質の状態にもよるが改良の余地がある。また、特許文献１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、
前記耕耘爪を回転爪軸に取付けた状態で、前記横刃部と縦刃部の境界線である湾曲開始線と刃部端縁との交点を最下端となるように配置したとき、前記回転爪軸の軸芯を通る垂線に対し湾曲開始線は、回転爪軸側に０度乃至１０度角傾いていて、
前記横刃部の湾曲半径は、前記回転爪軸の軸芯から前記湾曲開始線と刃部端縁との交点位置までの水平寸法の約０．７乃至０．８倍程度であり、
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湾曲開始線と刃部端縁との交点位置から刃部の刃部先端位置までの高さ寸法の１．２乃至１．４倍の寸法であり、前記横刃部の平面視における湾曲角度は、５５度角乃至６５度角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、前記耕耘爪を回転爪軸に取付けた状態で回転させたときの最大回転半径となる位置は、横刃部の刃部先端位置近傍にあり、側面視における回転外周円の接線と横刃部の端縁との成す角度は２０度角乃至２５度角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、側面視における前記回転爪軸中心から横刃部の刃部先端までの水平寸法は、前記回転爪軸の軸芯から前記湾曲開始線と刃部端縁との交点位置までの水平寸法の１．７乃至１．９倍の寸法であり、前記湾曲開始線と刃部端縁との交点から横刃部の上端までの垂直寸法は、前記回転爪軸の軸芯から前記湾曲開始線と刃部端縁との交点位置までの水平寸法の０．９乃至１．１倍の寸法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。このため本発明の耕耘爪を用いて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取付フランジ１０に保持され取り付けられる。本例の取付フランジ１０は、回転爪軸１の軸心方向に複数設けられる円盤状で、軸心方向と平行に貫通した取付孔２１が耕耘爪とフランジ１０に複数設けられていて、取付孔２１にボルトを差し込んで締結する。一枚の取付けフランジ１０に複数本の耕耘爪が取付けられ、取付孔２１は耕耘爪が放射状に取付けられるように、それぞれの取付けフランジ１０の位相をずらして設けられていて耕耘ロータを構成する。取付フランジ１０は、円形に限らず、多角形の形状でも良い。本例の説明においては、耕耘爪の回転爪軸１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の軸芯方向に取付平面部を向けて回転爪軸１の取付フランジ１０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１の軸芯方向（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の先端まで設けられ、回転外周側端縁部の刃部端縁５１が鋭角になっている。本例においては、片面が傾斜した片刃となっているが、両側が傾斜した両刃となっていてもよい。

縦刃部３及び横刃部４の幅は、先端側の幅ｙ１が取付基部２側の幅ｙより０乃至１０ｍｍ程度広く形成されていて、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９ｍｍ厚程度で、横刃部４先端部で６ｍｍ程度の厚さとなっている。また、刃部端縁５１が２ｍｍ程度に刃部５が設けられている。

図１（ａ）は、耕耘爪の側面図であり、回転爪軸１の取付けフランジ１０に耕耘爪を取付けた状態で、横刃部４と縦刃部３の境界線である湾曲開始線７と刃部５の刃部端縁５１との交点Ｐが最下端となるように配置したものである。この状態で、湾曲開始線７は、回転爪軸１側（図１における右側）に傾いている。本例においては２．５度角傾いていて、０度乃至１０度角程度の傾きが望ましい。前記の傾きとすることによって、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、適度に抱え込む状態を実現するため、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、平板状で取付けフランジ１０に取付けされる部分は一定の厚さとなっている。取付基部２には取付孔２１が回転爪軸１の軸心方向に向け２カ所備えられていて、ボルト等の固定手段を挿通して取付けフランジ１０に締結固定される。

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から徐々に回転方向Ｙと逆方向に湾曲している。湾曲は、回転外周側が取付基部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。

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。湾曲半径Ｒは、回転爪軸１から刃部端縁５１と湾曲開始線７との交点Ｐ位置までの水平寸法Ｌ１の約０．７乃至０．８倍程度に設定する。また、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Ｗは、刃部端縁５１の先端である刃部先端５０と刃部端縁５１の湾曲開始線７の交点Ｐ位置までの垂直方向の寸法ｈ１の１．２乃至１．４倍の寸法であり、平面視における横刃部４の湾曲角度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大回転半径Ｒａとなる位置は、横刃部４の刃部先端５０の近傍位置にあり、回転外周円の接線と横刃部の端縁４２との成す角度βは、２０度角乃至２５度角である。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、振動の少ない耕耘作業が可能となる。本例においては、最大回転半径Ｒａを２５５ｍｍ程度としている。

側面視における回転爪軸１中心から横刃部４の刃部先端５０までの水平寸法Ｌは、回転爪軸１の軸芯から湾曲開始線７と刃部端縁５１との交点Ｐ位置までの水平寸法Ｌ１の１．７乃至１．９倍の寸法であり、湾曲開始線７と刃部端縁５１との交点Ｐから横刃部の上端４１までの垂直寸法ｈ２は、回転爪軸１の軸芯から湾曲開始線７と刃部端縁５１との交点Ｐ位置までの水平寸法の０．９乃至１．１倍の寸法で構成される。また、回転爪軸１の軸心から横刃部４の刃部先端５０までの水平寸法Ｌは、回転爪軸１中心から交点Ｐまでの垂直寸法ｈの１．４乃至１．６倍の寸法の関係となるようになっていて、本例の垂直寸法ｈは１６５ｍｍ程度としている。

本発明の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や後方の整地板（図示せず）に衝突され土壌は粉砕される。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。

湾曲開始線７が、回転爪軸側に０度乃至１０度角傾いて設けられていることで、回転方向の接線に対し緩やかに捩じるように横方向に土を移動させ、耕耘抵抗を少なくさせて、耕耘速度を上げることができる。

回転爪軸１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Ｌ１と、横刃部４先端までの水平長さ寸法Ｌの関係は、Ｌ＝Ｌ１Ｘ（１．７〜１．９）であり、基部側であるＬ１の寸法より横刃部４側の寸法が短く設定されていて、横方向に移動する土壌の反力を縦刃部３によって受け止めれる寸法関係としている。また、平面視における横刃部４の湾曲高さＷは、側面視における刃部先端５０の高さ寸法ｈ１の１．２乃至１．４倍であり、平面視における横刃部４の湾曲半径Ｒは、回転爪軸１中心から湾曲開始線７の交点Ｐまでの水平寸法Ｌ１の０．７乃至０．８倍程度となっていて、このことによって、縦刃部３の横刃部４に作用する負荷による曲げモーメントを小さくして、振動の発生を抑え、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。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、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
２１取付孔
３縦刃部
４横刃部
４１横刃部の上端
４２横刃部の端縁
５刃部
５０刃部先端
５１刃部端縁
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、
前記耕耘爪を回転爪軸に取付けた状態で、前記横刃部と縦刃部の境界線である湾曲開始線と刃部端縁との交点を最下端となるように配置したとき、前記回転爪軸の軸芯を通る垂線に対し湾曲開始線は、回転爪軸側に０度乃至１０度角傾いていて、
前記横刃部の湾曲半径は、前記回転爪軸の軸芯から前記湾曲開始線と刃部端縁との交点位置までの水平寸法の約０．７乃至０．８倍程度であり、
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湾曲開始線と刃部端縁との交点位置から刃部の刃部先端位置までの高さ寸法の１．２乃至１．４倍の寸法であり、前記横刃部の平面視における湾曲角度は、５５度角乃至６５度角であることを特徴とした耕耘爪。
前記耕耘爪を回転爪軸に取付けた状態で回転させたときの最大回転半径となる位置は、横刃部の刃部先端位置近傍にあり、側面視における回転外周円の接線と横刃部の端縁との成す角度は２０度角乃至２５度角であることを特徴とした請求項１に記載の耕耘爪。
側面視における前記回転爪軸中心から横刃部の刃部先端までの水平寸法は、前記回転爪軸の軸芯から前記湾曲開始線と刃部端縁との交点位置までの水平寸法の１．７乃至１．９倍の寸法であり、前記湾曲開始線と刃部端縁との交点から横刃部の上端までの垂直寸法は、前記回転爪軸の軸芯から前記湾曲開始線と刃部端縁との交点位置までの水平寸法の０．９乃至１．１倍の寸法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。