JP7179295B2

JP7179295B2 - 農業機械用爪刃

Info

Publication number: JP7179295B2
Application number: JP2019076494A
Authority: JP
Inventors: 亮人五十嵐
Original assignee: 日本ホーク株式会社
Priority date: 2019-04-12
Filing date: 2019-04-12
Publication date: 2022-11-29
Anticipated expiration: 2039-04-12
Also published as: JP2020171256A

Description

本発明は、耕耘爪、又はハンマーナイフ等の草刈り刃等の農業機械用爪刃に関する。

従来、耕耘爪の耐摩耗性向上を目的として、例えば、特開２００２－２３５１６２号公報、特開２００７－１８１４３７号公報に、耕耘爪の刃先に耐摩耗層を形成する技術が開示されている。

特開２００２－２３５１６２号公報特開２００７－１８１４３７号公報

上記の特許文献１及び特許文献２に開示されている技術によっても、耕耘爪における耐摩耗性の向上が見込める。しかし、耕耘爪等の農業機械用爪刃において、地面に打ち込まれる又は草等の対象物を切断する刃先が最も摩耗が激しいと考えられるところ、特許文献１に開示されている技術では、刃先に厚い耐摩耗層を設けることは困難であった。また、特許文献２に開示されている技術では、刃先を含む刃部を耐久性に優れた材質とすることができるが、大きな衝撃力が加わる刃部にボルト等で他の部品を装着することは、脱落等の危険性があること、及び爪の本体部が変形してその後の刃部の着脱が困難になるというおそれがあった。

本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、農業機械用爪刃において最も摩耗が激しいと考えられる刃先に厚い耐摩耗層を設けることで、耐久性をさらに向上させた農業機械用爪刃を提供することを目的とする。

（１）本発明の農業機械用爪刃は、
帯状の金属から構成される爪本体部と、
前記爪本体部の一辺側に設けられ、地面に打ち込まれる又は対象物を切断する刃付部と、
前記刃付部の刃先に肉盛り溶接によって設けられた第１耐摩耗層と、
を備えることを特徴とする。

本発明の農業機械用爪刃によれば、刃先に肉盛り溶接によって第１耐摩耗層を設けるため、この第１耐摩耗層を比較的厚く構成することができる。これにより、優れた耐久性を発揮することができる。また、肉盛り溶接によって第１耐摩耗層を設けるため、第１耐摩耗層は、断面が半円状ないし蒲鉾状をなすようにすることができる。これにより、刃先の地面への打ち込み又は草等の対象物の切断を問題なくすることができる。

（２）本発明の農業機械用爪刃の好ましい例は、
前記第１耐摩耗層が前記爪本体部の先端まで延伸されていることを特徴とする。

本発明の農業機械用爪刃の好ましい例によれば、第１耐摩耗層が爪本体部の先端まで延伸されているため、爪本体部の先端の摩耗も抑制できる。これにより、さらに耐久性に優れる農業機械用爪刃とすることができる。

（３）本発明の農業機械用爪刃の好ましい例は、
前記刃付部が断面で台形状をなし、その上底に前記第１耐摩耗層が設けられていることを特徴とする。

本発明の農業機械用爪刃の好ましい例によれば、刃付部が断面で台形状をなしているため、その上底に第１耐摩耗層を肉盛り溶接することができる。また、前記上底の幅を調整することで、刃先となる第１耐摩耗層を細くすることも太くすることもできる。これにより、第１耐摩耗層を細くすると、農業機械用爪刃の地面への打ち込み又は対象物の切断の際の抵抗を、少なくすることができ、太くすると耐久性に優れた農業機械用爪刃とすることができる。

（４）本発明の農業機械用爪刃の好ましい例は、
前記刃付部が前記爪本体部の厚さと同じに構成されていることを特徴とする。

本発明の農業機械用爪刃の好ましい例によれば、刃付部が爪本体部の厚さと同じに構成されているため、第１耐摩耗層の幅及び厚さをさらに大きくすることができる。これにより、さらに耐久性に優れる農業機械用爪刃とすることができる。また、爪本体部の板厚が薄い場合にも好適である。

（５）本発明の農業機械用爪刃の好ましい例は、
前記爪本体部の広い面の少なくとも片面に、溶着によって設けられる第２耐摩耗層を備えることを特徴とする。

本発明の農業機械用爪刃の好ましい例によれば、爪本体部の広い面の少なくとも片面に、溶着によって設けられる第２耐摩耗層を備えるため、さらなる耐久性の向上を図ることができる。さらに、第２耐摩耗層を爪本体部の広い面の両面に設けることもでき、この場合、刃先と爪本体部の両面とを合わせた３面に耐摩耗層を施すことができる。

上述したように、本発明の農業機械用爪刃によれば、農業機械用爪刃において最も摩耗が激しいと考えられる刃先に厚い耐摩耗刃を設けることで、耐久性をさらに向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る耕耘爪の正面図である。本発明の一実施形態に係る耕耘爪の背面図である。本発明の一実施形態に係る耕耘爪の右側面図である。本発明の一実施形態に係る耕耘爪の左側面図である。本発明の一実施形態に係る耕耘爪の平面図である。本発明の一実施形態に係る耕耘爪の底面図である。本発明の一実施形態に係る耕耘爪の斜視図である。本発明の一実施形態に係る耕耘爪の他の斜視図である。図１のＡ－Ａ線端面拡大図、及び刃付部と第１耐摩耗層の例を示す図である。刃付部と第１耐摩耗層の他の例を示す図である。図１のＢ－Ｂ線端面拡大図である。

以下、本発明の農業機械用爪刃の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、ここでは農業機械用爪刃の実施形態の例として、耕耘爪１を用いて説明する。

図１～図９、及び図１１に示すように、本実施形態の耕耘爪１は、爪本体部１０と、爪本体部１０に設けられた刃付部２０と、第１耐摩耗層３０と、第２耐摩耗層３１とを備える。

爪本体部１０は、帯状の金属から構成され、フランジ板取付部１１と爪部１３とを備える。フランジ板取付部１１は、耕耘機の回転軸に取付けられる部分であり、直線状の帯板に取付け用のボルト穴１２が設けられている。爪部１３は、フランジ板取付部１１から延伸されるもので、正面視で略三日月状に、平面視で略Ｊ字状に屈曲される。また、爪部１３の先端１６（爪本体部１０の先端１６）は、その広い面から見て略三角状とされ、土に強く接触する辺１５が長く構成される。

刃付部２０は、爪本体部１０のうち爪部１３の一辺側１４に設けられるもので、爪部１３の板厚ｔをその縁に向かっていくに従い漸次薄くしている部分である。これは、爪部１３が地面に打ち込まれる際の抵抗を低減させるため、又は土にすき込む草や藁等を切断しやすくするために設けられる。なお、通常の耕耘爪では、刃付部の先をそのまま刃先として用いるため、一辺側１４を尖るように構成するが、本実施形態の耕耘爪１では、刃付部２０をその断面が逆台形状となるようにして、台形の上底２１が下を向くように構成している（図９（Ａ）参照）。

第１耐摩耗層３０は、刃付部２０の刃先２２に肉盛り溶接によって設けられるもので、台形状をなす刃付部２０の上底２１となる部分に、爪本体部１０より硬い材料を肉盛り溶接することで構成される。また、本実施形態の耕耘爪１では、第１耐摩耗層３０が、爪部１３の先端１６の辺１５まで設けられ、略三角状となっている頂点まで延伸されている。なお、一般的に、爪本体部１０には硬度としてＨＲＣ５０前後の材料が用いられるため、第１耐摩耗層３０はＨＲＣ５６～６５程度の硬度を有する材料を用いることが好ましい。また、第１耐摩耗層３０は、当初は硬度がＨＲＣ３８程度と爪本体部１０より低くても、その後に焼き入れをすることが可能な材料を用いてもよい。

ここで、図９（Ａ）を参照して、刃付部２０の断面形状と第１耐摩耗層３０との関係を述べる。刃付部２０はその断面が逆台形状に構成されていることは既に述べた。この刃付部２０の寸法であるが、例えば、爪本体部１０の板厚ｔが８～１０ｍｍの場合、台形の上底２１の幅ｗ１（板厚）を３～５ｍｍとすることができる。この上底２１の幅ｗ１に第１耐摩耗層３０を肉盛り溶接するため、第１耐摩耗層３０の幅も上底２１の幅ｗ１と略同じとなる。また、第１耐摩耗層３０の高さｈ１（厚さ）は、溶接の電圧電流や溶接ワイヤ又は溶接棒の太さにも左右されるが、第１耐摩耗層３０を一度の溶接で形成する場合は、第１耐摩耗層３０の幅の１／３程度となる。また、図９（Ｂ）に示すように、第１耐摩耗層３０を複数回に分けて肉盛り溶接する場合、幅ｗ１の１／２以上の高さｈ２（厚さ）とすることもできる。さらに、第１耐摩耗層３０は、その断面が略半円状となるため、第１耐摩耗層３０そのものを刃先２２の刃として利用することができる。

また、図１０（Ａ）を参照して、他の例の刃付部１２０及び第１耐摩耗層１３０説明する。これは、刃付部１２０が爪本体部１０の厚さｔと同じに構成されているものである。この場合、第１耐摩耗層１３０が肉盛り溶接される上底１２１の幅ｗ２が広いため、第１耐摩耗層１３０も幅を広く、高さｈ３（厚さ）も高く構成することができる。さらに、図１０（Ｂ）に示すように、第１耐摩耗層１３０を複数回に分けて肉盛り溶接することで、第１耐摩耗層１３０の高さｈ４をさらに高くすることができる。また、刃付部１２０の厚さが爪本体部１０の厚さｔと同じであるため、爪本体部１０の厚さｔが３～６ｍｍ程度の、比較的薄い耕耘爪１ないし農業機械用爪刃にも好適である。

なお、刃付部の上底２１，１２１の幅ｗ１，ｗ２は、上記の例に限られず、耕耘爪１の対象とする土の特性、またはハンマーナイフ等の草刈り刃に用いる場合等によって適宜変更して、最適な農業機械用爪刃とすることができることは勿論である。例えば、刃付部２０の刃先２２を従来の農業機械用爪刃のように尖るようにして、そこに第１耐摩耗層３０を設けてもよい。この場合、第１耐摩耗層３０の幅は狭くなり厚さも薄くなるが、切断性に優れるため、草刈り刃等により適する。

図１～図９及び図１１に戻り、第２耐摩耗層３１は、爪本体部１０の広い面の少なくとも片面に、溶着によって設けられるものである。本実施形態の耕耘爪１では、この第２耐摩耗層３１は、掬い面と呼ばれる爪部１３が屈曲された内側面１７に設けられるが、耕耘爪１の使用される土の状態、爪部１３の屈曲の角度等の条件によっては、屈曲された外側面１８のみ、又は内側面１７と外側面１８の両面に設けることもできる。このように、爪本体部１０の広い面にも第２耐摩耗層３１を設けることで、爪本体部１０の幅方向（図１符号ｗ）の摩耗と、厚さ方向（図９（Ａ）符号ｔ）の摩耗の両方を抑制することができる。また、比較的厚い耐摩耗層を、第１耐摩耗層３０による刃先２２と、第２耐摩耗層３１による爪本体部１０の広い面の両面との、計３面に設けることもできる。なお、第２耐摩耗層３１の溶着の詳細については、本願と同じ出願人による特許第２９３２０６９号公報、及び特許第６２９８５７３号公報を参照されたい。

次に、本実施形態の農業機械用爪刃の製造方法について説明する。ここでは、実施形態の例として、耕耘爪１の製造方法を説明する。本実施形態の耕耘爪１の製造方法は、肉盛り溶接ステップと、溶着ステップと、曲げステップと、を含む。

先ず、帯状の金属から構成される爪本体部１０の母材を用意する。この母材には、ボルト穴１２、断面略台形状の刃付部２０、爪本体部１０の略三角状の先端１６等が既に形成されているが、まだ屈曲されておらず平面視で直線状をなしている。次に、肉盛り溶接ステップとして、爪本体部１０の広い面を垂直にして刃付部２０の上底２１を上にする。この状態で、公知の溶接機を用いて、刃付部２０の上底２１及び爪本体部１０の先端１６の頂点までを肉盛り溶接して、第１耐摩耗層３０を形成する。このとき、刃付部２０の上底２１の幅ｗ１や必要な第１耐摩耗層３０の高さ（厚さ）ｈ１に応じて、肉盛り溶接を複数回繰り返すこともできる（図９（Ｂ）、図１０（Ｂ）参照）。

次に、溶着ステップとして、爪本体部１０の広い面を上にして、所望の箇所に粉末状の第２耐摩耗層３１用の材料を載置させる。この材料は、所定の硬度を有する金属粉を主原料とする（上記の特許第２９３２０６９号公報、及び特許第６２９８５７３号公報参照）。そして、爪本体部１０を加熱して、第２耐摩耗層３１を溶着させる。このとき、第２耐摩耗層３１は、爪本体部１０の広い面の片面のみでもよいし、両面に設けてもよい。

次に、曲げステップとして、溶着ステップが終わった爪本体部１０を、プレス等して耕耘爪１の形状に屈曲させる。

上記の各ステップを経て、本実施形態の耕耘爪１は製造されるが、この後、必要に応じて焼き入れ等の熱処理ステップを設けてもよい。なお、ここでは、耕耘爪１の製造方法を説明したが、草刈り刃等の他の農業機械用爪刃についても、母材の大きさや形状が異なることを除けば、略同様のステップで製造することができる。

以上、説明したように、本実施形態の耕耘爪１によれば、最も摩耗しやすいと考えられる刃先２２に、第１耐摩耗層３０を設けることができる。また、第１耐摩耗層３０は、爪本体部１０の先端１６にまで延伸させることもできる。さらに、第１耐摩耗層３０は、肉盛り溶接によって形成されるため、その厚さを厚くすることが容易である。これらにより、耕耘爪１の幅方向ｗの摩耗を効果的に低減させることができる。また、第１耐摩耗層３０は、その断面が略半円状をなす。このため、第１耐摩耗層３０そのもので刃先２２の刃を構成することができる。さらに、刃付部２０の上底２１の幅ｗ１を変更することで、様々な使用条件に合わせた耕耘爪１または草刈り刃を製造することができる。

また、爪本体部１０の広い面に第２耐摩耗層３１も備えるため、爪本体部１０の厚さ方向ｔの摩耗も抑制できる。

また、比較的厚い耐摩耗層を、刃先２２と爪本体部１０の広い面に形成することができる。さらに、爪本体部１０の広い面の両面に第２耐摩耗層３１を設けた場合、第１耐摩耗層３０と、第２耐摩耗層３１の２面との、計３面に厚い耐摩耗層を形成することができる。これらにより、爪本体部１０の幅方向及び厚さ方向の双方に対して摩耗を抑制し、耐久性に優れた耕耘爪１とすることができる。

なお、上述の実施形態は、本発明の農業機械用爪刃の例示であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲においてその構成を適宜変更することができる。

１・・耕耘爪、
１０・・爪本体部、１１・・フランジ板取付部、１２・・ボルト穴、１３・・爪部、１４・・一辺側、１５・・辺、１６・・先端、１７・・内側面、１８・・外側面、
２０，１２０・・刃付部、２１，１２１・・上底、２２・・刃先、
３０，１３０・・第１耐摩耗層、３１・・第２耐摩耗層、
ｗ１，ｗ２・・幅、ｈ１，ｈ２，ｈ３，ｈ４・・高さ（厚さ）、ｔ・・板厚、

Claims

帯状の金属から構成される爪本体部と、
前記爪本体部の一辺側に設けられ、地面に打ち込まれる又は対象物を切断する刃付部と、
前記刃付部の刃先のみに肉盛り溶接によって設けられた第１耐摩耗層と、
を備えることを特徴とする農業機械用爪刃。
前記第１耐摩耗層が前記爪本体部の先端まで延伸されていることを特徴とする請求項１に記載の農業機械用爪刃。
前記刃付部が断面で台形状をなし、その上底に前記第１耐摩耗層が設けられ、前記第１耐摩耗層を刃先として用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の農業機械用爪刃。
前記刃付部が前記爪本体部の厚さと同じに構成され、その上底に前記第１耐摩耗層が設けられ、前記第１耐摩耗層を刃先として用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の農業機械用爪刃。
前記爪本体部の広い面のうち、刃付部を除く内側面に、溶着によって設けられる第２耐摩耗層を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の農業機械用爪刃。