(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の第1の実施の形態について
図1ないし
図4を参照して説明する。
【0011】
図1において、1は農作業機で、この農作業機1は、例えば走行車であるトラクタ(図示せず)の後部に連結され、そのトラクタの走行により圃場を前方(進行方向)に移動しながら耕耘整地作業(農作業)を行うロータリー耕耘機(耕耘装置)である。
【0012】
農作業機1は、トラクタの後部の3点リンク部に脱着可能に連結される機体2と、この機体2に回転可能に設けられ所定方向(例えばダウンカット方向の回転方向)に回転しながら耕耘作業をする耕耘体(ロータリー)3と、機体2に上下方向に回動可能に設けられ耕耘体3の後方で整地作業する整地体(均平板)4とを備えている。
【0013】
機体2は、トラクタの後部の3点リンク部に脱着可能に連結される3点連結部(走行車連結部)11を有している。3点連結部11は、1本のトップマスト12および左右1対で2本のロワーアーム13等にて構成されている。
【0014】
また、機体2は、前後方向の入力軸16を回転可能に保持する軸保持部であるミッションケース部17を有している。ミッションケース部17の左右両側には左右方向に延びるフレーム部であるフレームパイプ部18の内端部が取り付けられている。なお、入力軸16は、トラクタのPTO軸にジョイント(図示せず)を介して接続される。
【0015】
さらに、左側のフレームパイプ部18の外端部には、箱状の耕耘体支持部であるチェーンケース部19が取り付けられている。右側のフレームパイプ部18の外端部には、板状の耕耘体支持部であるブラケット部(図示せず)が取り付けられている。そして、これら互いに離間対向するチェーンケース部19およびブラケット部間に耕耘体3が回転可能に架設されている。なお、チェーンケース部19およびブラケット部には、側板部であるサイドカバー板20が固設されている。
【0016】
また、機体2は、耕耘体3の上方部を覆う耕耘カバー部21を有し、この耕耘カバー部21の後端部に整地体4が左右方向の軸22を中心として上下方向に回動可能に設けられている。なお、整地体4と機体2との間には、圃場面に対する整地体4の接地圧を調整する接地圧調整手段23が架設されている。また、機体2の前部には、ゲージ輪24が設けられている。
【0017】
耕耘体3は、入力軸16側からの動力に基づいて回転する左右方向の回転軸である耕耘軸31を有している。耕耘軸31は、左右方向に細長い軸状の軸本体部32と、この軸本体部32の複数箇所に突設された板状の複数の爪取付部であるフランジ部33とを有している。そして、各フランジ部33には、耕耘軸31の回転により左右方向の回転中心軸線X(回転中心P)を中心として所定の回転方向(図中の矢印方向)に向かって回転しながら耕耘作業をする複数の耕耘爪35が取付手段(図示せず)によって脱着可能に取り付けられている。なお、取付手段は、例えばボルトおよびナット等である。
【0018】
ここで、耕耘体3の耕耘爪35について詳細に説明する。
【0019】
図1ないし
図4に示すように、耕耘爪35は、爪本体部41、およびこの爪本体部41に設けられた摩耗抑制部である硬質部(硬質金属部)42を有している。なお、この耕耘爪35の外面全体には塗装層(図示せず)が形成されていてもよい。
【0020】
爪本体部41は、所定の金属材料等の材料からなる、例えば1枚の板によって構成されている。所定の金属材料としては、例えばSUP6(Si−Mn鋼)等のばね鋼鋼材が用いられる。この爪本体部41は、耕耘体3の回転中心軸線Xに対する径方向に長手方向を有している。この爪本体部41は、長手方向一端側である基端側(耕耘体3の回転中心P側)から長手方向他端側である先端側(耕耘体3の外周側)に向かって順に連続して位置する3つの部分、つまり取付基部43、縦刃部44、および横刃部45を有している。また、この爪本体部41は、
図2に示すように、爪本体部41の正面視または背面視で、取付基部43から縦刃部44および横刃部45にわたって、回転方向に向けて凸状となるように、縦刃部44から横刃部45にかけて反回転方向側(回転方向とは反対の反回転方向側)に湾曲するとともに、横刃部45が立ち上げ線aを基端として一方側である表面側(
図3において上方側)に徐々に立ち上がるように湾曲している。なお、立ち上げ線aは、縦刃部44と横刃部45との境界線である。
【0021】
さらに、爪本体部41は、縦刃部44から横刃部45にわたって、これら縦刃部44から横刃部45の回転方向に向けた縁部に沿って刃付部46を有している。また、爪本体部41は、
図2および
図3に示すように、縦刃部44から横刃部45にわたって、爪本体部41の一面側に曲がる曲がり部(湾曲部または屈曲部)47を有している。つまり、この爪本体部41は、刃付けされていない本体板部48と、この本体板部48の回転方向側の端部に連設された断面略三角形状(回転方向前端ほど板厚が薄い形状)の刃付部46とを有しているとともに、これら本体板部48と刃付部46とにわたって爪本体部41の回転方向前側に設けられた曲がり部47とを有している。
【0022】
そして、板状の爪本体部41は一面および他面を有している。爪本体部41の一面は、横刃部45が曲がっている方向側の面、つまり横刃部45の耕耘軸31側の面であり、表面41aである。また、爪本体部41の他面は、横刃部45の耕耘軸31に対して反対側の面であり、表面41aに対して反対側の裏面41bである。
【0023】
また、取付基部43には、複数、例えば2つのボルト用孔51が表裏面に貫通して形成されている。同様に、耕耘軸31のフランジ部33にもボルト用孔が表裏面に貫通して形成されており、これら両ボルト用孔に取付手段のボルトが挿通されてナットがそのボルトに螺合されることで取付基部43が耕耘軸31のフランジ部33に取り付けられる。
【0024】
縦刃部44は、取付基部43の先端側に連設されている。
【0025】
横刃部45は、縦刃部44の先端側に連設されている。横刃部45は、
図2に示すように、横刃部45の先端側ほど回転方向後方に位置するように反回転方向側に向かって湾曲されているともに、
図3に示すように、縦刃部44から曲がり部47を介して曲がっている。横刃部45の先端側の端部が爪本体部41の非固定部となっている。
【0026】
刃付部46は、縦刃部44から横刃部45にわたって、これら縦刃部44から横刃部45の回転方向に向けた縁部に沿って設けられている。この刃付部46は、爪本体部41の裏面41b側に設けられた傾斜状の刃付面53を有し、この刃付面53によって厚さ寸法が回転方向に向かって徐々に減少するように形成されている。そして、刃付部46の薄肉状の先端部分が刃先部54となっている。つまり、
図4(a)に示すように、刃付部46のうち長手方向一端側(取付基部43側の端部)に位置する部分は表側同一面56および裏側傾斜面57を有し、
図4(b)に示すように、刃付部46のうち長手方向中間部(曲がり部47)に位置する部分は表側傾斜面61および裏側平行面62を有し、
図4(c)に示すように、刃付部46のうち長手方向他端側(取付基部43側とは反対側の端部)に位置する部分は表側同一面56および裏側傾斜面57を有している。なお、
図4(b)に示すように、本体板部48は曲がり部47において表側曲面部63および裏側曲面部64を有している。
【0027】
なお、
図2における破線bが、刃付面53の基端であり、耕耘爪35の裏面における本体板部48と刃付部46との境界線である。
【0028】
刃付部46の刃付面53は、爪本体部41の裏面41b側に限らず、爪本体部41の表面41a側、またはそれら両方に設けてもよい。また、刃付面53は、本実施の形態では、プレス加工によって刃付けされているが、例えば切削加工や、刃付加工(例えば2つのローラー間でしごくように刃付けをする加工)等でもよく、その形成方法は任意である。
【0029】
曲がり部47は、
図3に示すように、縦刃部44から横刃部45にわたって、爪本体部41の裏面41b側に向かって、所定の曲率半径で曲げ形成されている。この曲がり部47は、外側が爪本体部41の表面41a、内側が爪本体部41の裏面41bとなるように曲げ形成されている。この曲がり部47は、爪本体部41の長手方向中間部における回転方向前側の部分が、曲げ開始線cを基端として裏面41b側に向かって湾曲状に折り曲げられて形成されている。つまり、この曲がり部47は、縦刃部44および横刃部45の回転方向前側に設けられている。
【0030】
また、硬質部42は、使用に伴う耕耘爪35(刃付部46)の摩耗を抑制する摩耗抑制部で、爪本体部41の少なくとも表面41aに設けられている。本実施の形態において、硬質部42は、爪本体部41の表面41aのみに設けられ、裏面41bに設けられていない。さらに、硬質部42は、縦刃部44から横刃部45にわたって、刃付部46の少なくとも一部を覆うように設けられており、すなわち、縦刃部44から横刃部45にわたるとともに、縦刃部44および横刃部45の回転方向に向けた縁部から縦刃部44および横刃部45の幅方向の任意の領域までの、刃付部46を含む領域に設けられている。なお、硬質部42が設けられる縦刃部44および横刃部45の幅方向の任意の領域としては、本実施の形態では縦刃部44および横刃部45の幅方向の中間領域までであるが、縦刃部44および横刃部45の幅方向の全体領域であってもよい。したがって、本実施の形態において、硬質部42は、爪本体部41の縦刃部44の少なくとも一部に対応する部分を覆う縦刃被覆部66と、横刃部45の少なくとも一部に対応する部分を覆う横刃被覆部67とを有している。そして、硬質部42は、爪本体部41の表面41aから盛り上がるように肉盛状に設けられている。なお、縦刃部44の取付基部43側は、圃場との接触が縦刃部44の他の部分や横刃部45に比べて少なく、摩耗が少ないため、縦刃部44の取付基部43側には硬質部42が設けられていないが、この縦刃部44の取付基部43側にも硬質部42を設けてもよい。さらに、この硬質部42は、曲がり部47の少なくとも一部の表面を覆って保護している。つまり、本実施の形態において、硬質部42は、縦刃被覆部66と横刃被覆部67とにわたり、曲がり部47の少なくとも一部に対応する部分を覆う曲がり被覆部68を有する。なお、例えば図示しないが、硬質部42は、爪本体部41の表面41aおよび裏面41bの両面に設けてもよい。また、この硬質部42は、刃先部54を覆って設けてもよい。
【0031】
硬質部42は、爪本体部41の金属材料よりも耐摩耗性に優れた硬質の材料からなる。硬質の材料としては、例えば、鋼材にカーバイド、タングステン、クロム、ニッケル等が混合された金属材料が含まれる。さらに、硬質の材料としては、サーメット、セラミックス、および高分子化合物等でもよい。このような硬質の材料からなる硬質部42は、爪本体部41よりも、応力に対する粘りが低く、脆い特性を有していることが多い。そして、この硬質部42は、例えば爪本体部41に対して溶着されて一体的に設けられている。
【0032】
縦刃被覆部66は、縦刃部44の曲がり部47以外の位置にて爪本体部41の表面41aを覆う部分である。縦刃被覆部66は、
図2に示すように、縦刃部44において、曲がり部47よりも爪本体部41の長手方向一端側寄りの位置から、曲がり部47の曲げ開始線cに沿って設けられている。
【0033】
横刃被覆部67は、横刃部45の曲がり部47以外の位置にて爪本体部41の表面41aを覆う部分である。横刃被覆部67は、横刃部45において、曲がり部47よりも爪本体部41の長手方向他端側寄りで、かつ、爪本体部41の長手方向他端の位置から、曲がり部47の曲げ開始線cにわたる部分に設けられている。横刃被覆部67と縦刃被覆部66とは、例えば曲がり部47の曲げ開始線cに沿う位置で互いに連設されている。
【0034】
曲がり被覆部68は、曲がり部47の位置にて爪本体部41の表面41aを覆う部分である。曲がり被覆部68は、本実施の形態において、曲がり部47の表面全体(表面略全体を含む)を覆っているが、曲がり部47の一部を覆うようにしてもよい。また、曲がり被覆部68は、縦刃被覆部66および横刃被覆部67に対し、曲がり部47の曲げ開始線cの位置で連設されている。
【0035】
そして、硬質部42には、スリット69が設けられている。したがって、硬質部42は、スリット69の位置で非連続面を構成している。スリット69は、耕耘作業時の硬質部42の変形を許容することで過大な負荷を逃がすためのものである。スリット69は、単数でも複数でもよいが、本実施の形態においては複数設けられている。特に、本実施の形態において、スリット69は、第1のスリット部69aと、第2のスリット部69bとを備えている。また、スリット69は、曲がり部47に対応する位置で硬質部42に設けられている。つまり、スリット69は、曲がり被覆部68に設けられている。換言すれば、スリット69は、刃付面53の基端(
図2の破線b)よりも先端側(刃先部54側)に対応する位置で硬質部42に設けられている。したがって、スリット69は、硬質部42において、回転方向前側寄りに位置している。
【0036】
また、スリット69は、本実施の形態において、線状の亀裂(ひび割れ状または細い線状の隙間)である。したがって、スリット69は、直線状(略直線状も含む)に設けられている。スリット69は、少なくとも一部が爪本体部41の長手方向に対して交差する方向に沿って硬質部42に設けられている。本実施の形態において、スリット69は、例えば主として縦刃部44に対応する位置で硬質部42に設けられているが、主として横刃部45に対応する位置で硬質部42に設けられていてもよい。
【0037】
第1のスリット部69aは、爪本体部41の長手方向と交差(例えば直交(略直交も含む))する方向に沿って設けられている。つまり、第1のスリット部69aは、耕耘爪35の幅方向(
図2上下方向)に沿って設けられた、縦スリット部である。
【0038】
第1のスリット部69aは、単数でも複数でもよいが、本実施の形態では複数設けられている。複数の第1のスリット部69aは、爪本体部41の長手方向に互いに離れて設けられている。これら第1のスリット部69aは、互いに平行(略平行も含む)に設けられている。
【0039】
また、本実施の形態において、第1のスリット部69aは、硬質部42の曲がり被覆部68において、爪本体部41の長手方向一端側である縦刃部44側に対応する位置に設けられている。すなわち、第1のスリット部69aは、立ち上げ線aに対して縦刃部44側に位置している。したがって、第1のスリット部69aは、硬質部42の長手方向一端側(取付基部43側の端部)に設けられている。また、第1のスリット部69aは、刃付部46に対応する位置に設けられている。第1のスリット部69aは、一端部が刃付部46の刃先部54に近接して位置し、他端部が刃付部46の基端側に向かって延びている。
【0040】
第2のスリット部69bは、第1のスリット部69aと交差する方向(第1のスリット部69aに対して傾斜する方向)に沿って設けられている。つまり、第2のスリット部69bは、耕耘爪35の長手方向(
図2左右方向)に沿って(長手方向に略沿ったものも含む)設けられた、横スリット部である。第2のスリット部69bは、第1のスリット部69aに対して、耕耘爪35の回転方向後側(
図2上側)に離れて配置されている。また、第2のスリット部69bは、第1のスリット部69aに対し、硬質部42の長手方向一端側に位置していない。つまり、第2のスリット部69bは、第1のスリット部69aと硬質部42の長手方向に等しい(略等しいも含む)位置、または、第1のスリット部69aよりも硬質部42の長手方向他端側に位置している。
【0041】
第2のスリット部69bは、単数でも複数でもよいが、本実施の形態では複数設けられている。複数の第2のスリット部69bは、曲がり部47の曲げ開始線cに沿って配列されている。換言すれば、第2のスリット部69bは、曲がり部47の曲げ開始線cに沿った方向に長手方向を有する。すなわち、これら複数の第2のスリット部69bは、硬質部42の長手方向に順次ずれて設けられている。本実施の形態において、第2のスリット部69bは、一部が刃付部46から本体板部48にわたり縦刃部44に対応する位置で硬質部42に設けられ、他の一部が縦刃部44から横刃部45にわたる位置で硬質部42に設けられている。より詳細には、第2のスリット部69bは、硬質部42の曲がり被覆部68において、硬質部42の最も長手方向一端側に位置するものから長手方向他端側に向かって順に、刃付部46から本体板部48にわたる位置にて縦板部44に対応する位置のもの、本体板部48にて縦板部44に対応する位置のもの、および、縦刃部44から横刃部45にわたって本体板部48に対応する位置(立ち上げ線aと交差する位置)のものが設けられている。
【0042】
そして、耕耘爪35の製造の際には、例えば取付基部43、縦刃部44および横刃部45が平面的に展開された状態となるように平板状の爪本体部41を形成した後、この爪本体部41の表面41aに例えば溶着で硬質部42を設ける。すなわち、硬質の材料(硬質の金属材料)の粉末を爪本体部41の表面41aに配置し、加熱して溶かすことにより、硬質部42を爪本体部41の表面41aに設ける。硬質部42は、爪本体部41に対して、溶射等により設けることもできる。その後、所定のプレス型(図示せず)を用いて爪本体部41をプレス加工することで曲がり部47を設ける。すると、硬質部42にスリット69が形成される。つまり、スリット69は、曲がり部47の形成によって同時に形成される。
【0043】
製造された耕耘爪35は、耕耘軸31のフランジ部33に取り付けられた状態で、回転中心P(回転中心軸線X)を中心として図中矢印方向へ回転しながら耕耘作業を行う(
図1参照)。
【0044】
次に、農作業機1の作用等を説明する。
【0045】
農作業機1をトラクタの後部に連結し、このトラクタの前進走行により農作業機1を進行方向である前方に移動させると、耕耘体3の各耕耘爪35が回転しながら耕耘作業をし、その後方で整地体4が整地作業をする。
【0046】
そして、この農作業機1の耕耘爪35によれば、爪本体部41の少なくとも表面41aに設けた爪本体部41よりも硬質の材料からなる硬質部42を設けることで、耐久性を向上できる。
【0047】
一方で、硬質部42を設ける場合、耕耘作業時に受ける負荷によって耕耘爪35が変形しようとしても硬く変形しにくくなる。そのため、本実施の形態では、硬質部42にスリット69を有することで、耕耘作業時の耕耘爪35の変形をスリット69の位置で許容して過大な負荷を逃がし、耕耘爪35の耕耘作業時の折損の抑制を図ることができる。
【0048】
したがって、耐久性の向上と折損の抑制とを両立した耕耘爪35を提供できる。
【0049】
硬質部42を、縦刃部44および表面41a側に湾曲した横刃部45の少なくとも一部を覆って爪本体部41の少なくとも表面41aに形成することで、この硬質部42に設けたスリット69により、縦刃部44、横刃部45、あるいはそれら双方の変形を許容し、過大な負荷を効果的に逃がすことができる。
【0050】
縦刃部44および横刃部45のうち少なくとも一方の回転方向前側に爪本体部41の裏面41b側に向かって曲がって設けた曲がり部47に対応する位置(曲がり被覆部68)でスリット69を硬質部42に設けることで、耕耘作業時の曲がり部47の位置での耕耘爪35の変形を許容して過大な負荷をより効果的に逃がすことができる。
【0051】
スリット69は、爪本体部41の長手方向に対して交差する方向に沿って設けることで、耕耘爪35の長手方向への変形を許容し、過大な負荷をより効果的に逃がすことができる。
【0052】
より具体的に、スリット69は、爪本体部41の長手方向に対して交差する方向に沿う第1のスリット部69aと、この第1のスリット部69aと交差する方向に沿う第2のスリット部69bとを設定することで、第1のスリット部69aおよび第2のスリット部69bにより耕耘爪35の長手方向およびその交差方向への変形を許容し、過大な負荷をより効果的に逃がすことができる。
【0053】
特に、曲がり部47を有する耕耘爪35の場合、耕耘作業時に反力によって耕耘爪35に捻られる方向の負荷が加わる。そのため、第2のスリット部69bによりこの捻られる方向の負荷による曲がり部47の位置での変形を許容し、この変形によって過大な負荷を逃がすことで、より効果的に耕耘爪35の折損の抑制を図ることができる。
【0054】
スリット69を、線状の亀裂とすることで、スリット69を硬質部42に容易に設けることができるとともに、スリット69によって硬質部42を必要以上に分断せず、硬質部42の剥離が発生しにくく、硬質部42によって耕耘爪35の耐久性の向上を図ることができる。
【0055】
また、耕耘作業時に圃場から直接負荷を受ける回転方向前側寄りにスリット69を設けることで、負荷に対して耕耘爪35をより変形しやすくすることが可能になる。
【0056】
なお、上記第1の実施の形態において、曲がり部47は、縦刃部44および横刃部45の両方にわたって形成することが好ましいが、縦刃部44および横刃部45のうち少なくとも一方、例えば少なくとも横刃部45に形成されていればよく、例えば図示しないが、横刃部45のみに形成してもよい。
【0057】
また、耕耘爪35は、例えば
図5および
図6に示す第2の実施の形態のように、爪本体部41が刃付部46と本体板部48とにより構成され、上記の曲がり部47を備えない構成とすることもできる。つまり、刃付部46の長手方向全体にわたる部分が表側同一面56および裏側傾斜面57を有する構成とすることもできる。
【0058】
このとき、硬質部42は、上記の曲がり被覆部68を備えていない。また、スリット69は、例えば刃付部46の長手方向と交差(例えば直交(略直交も含む))する方向に沿ってのみ硬質部42に設けられている。また、スリット69は、硬質部42を横断して、すなわち、スリット69の幅方向の両端間にわたり直線状(略直線状も含む)に連続するように設けられている。つまり、スリット69は、溝状に設けられている。また、スリット69は、横刃被覆部67、すなわち横刃部45に対応する位置で硬質部42に設けられていてもよいし、縦刃被覆部66、すなわち縦刃部44に対応する位置で硬質部42に設けられていてもよい。この構成の場合、硬質部42は、スリット69によって長手方向に複数に分断された非連続面を構成し、スリット69の位置で爪本体部41の表面41aが露出する。
【0059】
なお、上記各実施の形態において、耕耘爪35は、ロータリー耕耘機に限らず、耕耘作業を伴う農作業を行う各種の農作業機に用いることが可能である。
【0060】
本発明のいくつかの実施の形態およびその変形例について説明したが、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、前記各実施の形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。