耕耘爪
【課題】摩耗が進行したときにも、硬化層による有効な耐摩耗性を発揮し、良好な耐性強度を維持すると共に、硬化層の定着性に優れた耕耘爪を提供することを課題とする。
【解決手段】耕耘爪は、回転爪軸に固定され主として縦方向に延伸する縦刃部１と、弯曲しながら主として横方向に延伸する横刃部２とが一体的に連なって構成される。横刃部２の一面に、横刃部２の延伸方向に沿って形成された窪み部３と、前記窪み部３から横刃部２の下縁までを覆うようにして横刃部２の延伸方向に沿って層設された、硬質合金からなる硬化層４と、を具備し、窪み部３は、最大窪み深部から下方へ向って浅くなるように傾斜した、下傾斜面を有することを特徴とする。
【解決手段】耕耘爪は、回転爪軸に固定され主として縦方向に延伸する縦刃部１と、弯曲しながら主として横方向に延伸する横刃部２とが一体的に連なって構成される。横刃部２の一面に、横刃部２の延伸方向に沿って形成された窪み部３と、前記窪み部３から横刃部２の下縁までを覆うようにして横刃部２の延伸方向に沿って層設された、硬質合金からなる硬化層４と、を具備し、窪み部３は、最大窪み深部から下方へ向って浅くなるように傾斜した、下傾斜面を有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土壌を耕起する耕耘爪に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の耕耘爪として、耐摩耗性能を向上させるべく、摩耗しやすい刃先部の一面に硬質合金を溶着して、硬化層を層設したものがあった（例えば、特許文献１参照）。これは、耕耘爪の横刃の伸びる方向に沿って、断面Ｌ字状の切欠き部を、下方の刃先部側へ開放するように形成し、ここへ硬化層を層設するものである。これにより、耕耘刃の肉厚を薄くすることができ、抵抗が少ない状態で耕土中に切り込み、また摩耗時にも硬化層が常に刃縁に露出することで、切れ味を持続するものとされる（従来例を示す図６（２）参照）。また、一般的には断面Ｌ字状の切欠き部を形成せずに、硬化層を層設したものが知られている（従来例を示す図６（１）参照）。
【０００３】
しかしながら、上記従来爪は、母材である横刃に断面Ｌ字状の切欠き部を形成し、ここへ硬化層を略等厚に乗せたものであるため、下縁から刃面形成部を超えて摩耗が進行したときに、母材に対する硬化層の厚さの割合が、摩耗進行前と比較して小さくなる。よって、摩耗進行時に、硬化層による有効な耐摩耗性を発揮することが出来なかった。これにより、延伸方向位置において耐摩耗性や摩耗の進行が不均一となり、摩耗進行部分への応力集中によって欠損が生じるなど、摩耗時に良好な耐性強度を維持することができなかった。
【０００４】
また、硬化層自体は靭性が低いため、使用によって硬化層のクラックや刃部からの剥離が生じる場合があった。特に、母材たる横刃が薄い先端側では硬化層の定着性が良いとはいえず、これら問題が顕著であった。従って上記従来の耕耘爪は、良好な耐性強度を維持するものとはいえなかった。
【０００５】
【特許文献１】特開昭５１−８５９０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、摩耗が進行したときにも、硬化層による有効な耐摩耗性を発揮し、良好な耐性強度を維持すると共に、硬化層の定着性に優れた耕耘爪を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明においては、以下（１）ないし（６）の手段を採用する。
【０００８】
（１）すなわち、本発明の耕耘爪は、回転爪軸に固定される固定手段１１を有して平板状のまま主として縦方向に延伸する縦刃部１と、この縦刃部１から弯曲開始部６を境として弯曲しながら主として横方向に延伸する横刃部２とが一体的に連なって構成される耕耘爪であって、
横刃部２の一面に、横刃部２の延伸方向に沿って形成された窪み部３と、前記窪み部３から横刃部２の下縁までを覆うようにして横刃部２の延伸方向に沿って層設された、硬質合金からなる硬化層４と、を具備し、
窪み部３は、最大窪み深部３Ｍから下方へ向って浅くなるように傾斜した、下傾斜面３１を有することを特徴とする。
【０００９】
このようなものであれば、下縁付近の横刃部２の厚さを確保することで優れた靭性を有し、かつ硬化層４の厚みを増すことで耐摩耗性に優れたものとなる。
【００１０】
（２）前記窪み部３は、その幅（窪み幅３Ｗ）が一定であり、その（窪み幅３Ｗの）先端（延伸方向先端）が横刃部２の側方先端２２まで至るものでも良い。
【００１１】
これによって、横刃部２の下縁の摩耗が横刃部２の延伸方向で略均一に進行し、摩耗時の応力集中による欠損を防ぐことができる。また、窪み部３を形成するための金型の加工が容易となる。また、窪み部３を覆う硬化層４が、一定幅のまま少なくとも横刃部２の下縁全体に亘ることが好ましい。
【００１２】
（３）前記横刃部２の下縁付近ないし窪み部３中央付近の幅方向位置において、硬化層４は横刃部２と略同厚または横刃部２よりも薄いものとすることが好ましい。
【００１３】
このようなものであれば、いずれの幅方向位置においても総厚さに占める硬化層４の厚さの割合を確保するものとなる。よって、摩耗が進行しても常に所定の靱性と耐摩耗性を確保することが出来る。
【００１４】
（４）前記いずれかの窪み部３及び硬化層４は、内弯曲面（すなわち、横刃部２の両面のうち、内弯曲面側の面）に形成されてなることが好ましい。
【００１５】
このようなものであれば、硬化層４の横刃部２への定着性がより良いものとなる。また、硬化層４の層設後に弯曲加工を施すことによって、硬化層４の密度が増加し、耐久性が良いものとなる。
【００１６】
（５）前記いずれかの窪み部３及び硬化層４は、外弯曲面（すなわち、横刃部２の両面のうち、外弯曲面側の面）に形成されてなることが好ましい。
【００１７】
このようなものであれば、回転爪軸を覆うロータリーカバーへの付着土による摩耗を抑制することができる。また、母材たる横刃部２は硬化層４の層設面と逆の面から摩耗することとなるため、良好な耕耘性能を維持することができる。
【００１８】
（６）前記いずれかの横刃部２は、その下縁に沿う下縁周面２１を有することが好ましい。
【００１９】
これにより、下縁部での欠損や硬化層４の崩落或いは亀裂の発生、横刃部２との分離を抑制することが出来る。下縁周面２１を有するものは特に、硬化層４の厚肉化によっても横刃部２への良好な定着を図ることが出来る。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、上述のような構成としたことで、摩耗が進行したときにも、硬化層による有効な耐摩耗性を発揮し、良好な耐性強度を維持すると共に、硬化層の定着性に優れた耕耘爪となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、各実施例として示す図面と共に説明する。図１は、本発明の実施例１の耕耘爪について、正面図及び平面図を示す。図２は図１のＡ−Ａ断面図である。図３、図４はそれぞれ、本発明の実施例２、実施例３の耕耘爪の正面図及び平面図である。また図５は、実施例１（図５（ロ））をはじめとする本発明の各実施例のＡ−Ａ断面図例である。
【００２２】
各実施例の図面及び以下の説明において、回転爪軸の回転軌道と正対する面、すなわち回転爪軸の回転爪軸線を法線とする面であって、かつ横刃部２が向かって左側に延伸する側の面を正面とする。図１、図３及び図４に、それぞれ実施例１、２及び３の正面図が示される。これら正面図にて、耕耘爪の先端は、向かって手前方向に弯曲してなる。回転爪軸の回転方向は、図１、図３及び図４の太矢印で示すように、いずれも反時計回りである。
【００２３】
（耕耘爪の全体構成）
本実施例の耕耘爪は、基本的に、回転爪軸への固定手段１１を有してこの固定手段１１から主として正面視縦方向に延伸する縦刃部１と、縦刃部１から弯曲開始部６を境として弯曲しながら主として正面視横方向に延伸する横刃部２と、が一体的に連なって構成される。縦刃部１は平面板からなり、横刃部２は弯曲板からなる。
【００２４】
耕耘爪全体、縦刃部１、横刃部２のいずれも、延伸方向の両端のうち回転爪軸への固定手段側の端を基端側とし、その反対側の端を先端側とする。耕耘爪全体では、最基端側が、上方を向く上方基端１２であり、最先端側が、正面視にて一側方を向く側方先端２２である。
【００２５】
そして、横刃部２の少なくとも（内弯曲面側或いは外弯曲面側のいずれか）一面には、横刃部２の延伸方向に沿って伸びる窪み部３を具備する。さらに、少なくともこの窪み部３を覆うようにして横刃部２の一面に延伸方向に沿って層設された、硬質合金からなる硬化層４を具備する。また、横刃部２の一面に、横刃部２の下縁に沿って傾斜する刃面５が形成される。以下、各実施例の各構成を説明する。
【００２６】
なお本発明は、回転爪軸に固定されて高速回転する耕耘爪であればどのようなサイズ、用途であっても良いが、中でも特に、大型トラクタ用の耕耘爪（例えば、回転爪軸からの最大回転半径２４５ｍｍ以上（さらにいえば２５０〜２９０ｍｍ程度）のもの）に適用することが、耐摩耗性や強度の点で好ましい。
【実施例１】
【００２７】
（正面視刃縁形状）
実施例の耕耘爪の正面視刃縁形状は、縦刃部１の上方基端１２から下方へ伸び、横刃部２の側方先端２２まで、一側方（図１の向かって左側）に曲がりながら形成される。その両側縁（上縁及び下縁）は、連続的に曲率変化させた、全体として非円弧の曲線からなる。なおこの曲線は、全体として非円弧であれば、複数の円弧曲線が連なってなるものでも良い。
【００２８】
（縦刃部１）
縦刃部１は、一基準面内の平面板からなり、上方基端１２から鉛直下方に連なって主として縦方向へ伸びる、弯曲開始部６までの領域を言う。また正面視にて曲がる方向の外側（図１の向かって右側）の側縁のうち下方寄りに、刃面５が形成される。縦刃部１の正面視形状は、上方基端１２側から主として縦方向へ伸び、これと共に弯曲開始部６に近い先端部は、幅広薄肉となりながら斜め下方向（図１における向かって左方向）へ滑らかに曲がってなる（図１）。
【００２９】
縦刃部１は、次述の固定手段１１により回転爪軸へ固定され、反時計回り（図１の太矢印の方向）に高速回転する。実施例１、２（図１、３）では後述するように窪み部３及び硬化層４が、内弯曲面に形成されるため、この回転方向により横刃部２の土壌への打ち込み上面側に硬化層４がくることとなる。なお、後述の実施例３（図４）のように、土壌への打ち込みの下面側に硬化層４がくるものとしてもよい。
【００３０】
（固定手段１１）
縦刃部１の延伸方向のうち上方基端１２寄りには、回転爪軸への固定手段１１を有する。固定手段１１は、実施例１では取付け孔に回転爪軸の固定突部を嵌入し、ボルト固定するものである。固定手段１１たる取付け孔は、実施例１では一つ設けられる。
【００３１】
（上方基端１２）
上方基端１２は、上方を向く耕耘爪の基端側の一端である。実施例１では上方基端１２は平面からなる。
【００３２】
（横刃部２）
横刃部２は、弯曲開始部６から先端までの全領域を言い、平面視にて一方向（図１の平面図にて向って下側）へ連続的に全弯曲した全弯曲板からなる。また、正面視においても先端に向かって一側方（図１の向って左側）に滑らかに曲がる平面弯曲形状である。すなわち、弯曲開始部６を境として縦刃部１と連なり、正面視にて主として横方向へ曲がりながら延伸する（図１、図３、図４）。そして、延伸する両側辺のうち下方の側辺が下縁を構成し、この横刃部２の下縁に沿って、刃面５が形成される。なお刃面５は、縦刃部１の下方一側辺から横刃部２の側方先端２２にまで至る。なお側方先端２２は、側方を向く耕耘爪の先端２２である。
【００３３】
（弯曲）
横刃部２の弯曲形状は、弯曲開始部６を境にして、一つまたは複数の弯曲半径が組み合わされてなる（図１、図３、図４の平面図）。実施例では、一つの弯曲半径と直線とで形成される。他に基端側の弯曲半径と先端（側方先端２２）側の弯曲半径とが異なる大きさで隣接して、平面視にて両曲線が滑らかに連なるように形成される場合もある。この場合、弯曲半径は、取付け基部（基端）側の方が、横刃部２先端（爪先端）側よりも大きいものとすることが好ましい。
【００３４】
（下縁周面２１）
更に、横刃部２はその下縁に、横刃部２の下縁全長に沿う下縁周面２１を有することが好ましい。この下縁周面２１によって、断面視にて尖鋭とならず、三方辺が形成される。これにより、刃先の母材厚さ（横刃部２の下縁厚さｔ３）を確保することができ、靭性の優れたものとなり、使用による欠損を防ぐことができる。下縁周面２１は特に、大型トラクタ用の耕耘爪に適用することが好ましい。
【００３５】
（幅方向断面視形状、膨厚部２３）
横刃部２は、幅方向断面視（図２）にて、上縁から下縁に向かう厚さが、前記窪み部３によって徐々に薄くなり、その後、窪み部３の中央最大窪み深部３Ｍ（窪み中央部厚さｔ１）を経て窪み部３の下傾斜面３１によって徐々に厚くなる（下傾斜部厚さｔ５）。この窪み部３の下端付近で一旦厚くなる部分を膨厚部２３と呼ぶ。このように一旦厚くなった後、下縁への刃面５の形成により、下縁に向かって再び薄くなる（下縁厚さｔ３）。なお実施例では、次述する窪み部３（の設けられる面）と反対面たる外弯曲面が、比較的小さな傾斜面をもって断面視斜めに削られるようにして刃面５が形成されることで、下縁厚さｔ３が徐々に薄くなる。
【００３６】
具体的には、横刃部２の厚さは、大きい順に傾斜部厚さｔ５、窪み中央部厚さｔ１、下縁厚さｔ３となる。また下縁厚さｔ３は幅方向下縁に向って徐々に小さくなる。図２に示す実施例１ではさらに、傾斜部厚さｔ５は膨厚部２３にて、幅方向下縁に向って徐々に大きくなる。具体的には例えば、幅方向断面視にて、最大窪み深部３Ｍ付近、刃面開始部５Ｓ付近及び下縁付近それぞれの横刃部２の厚さは順に、（１．２〜３．５）：（１．５〜４）：１程度である。実施例１ではそれぞれ５ｍｍ、７ｍｍ、２．５ｍｍであり、略２：２．８：１となる。このように略２：（２ないし３）：１程度であることが、強度の面からも好ましい。
【００３７】
膨厚部２３は、両縁が傾斜する窪み部３において、「下傾斜面３１の上縁である下傾斜面開始縁３１Ｓ」が、「横刃部２の刃面開始位置５Ｓ」よりも上方又は同じ高さにあること（図２）、すなわち図２において、（下傾斜面開始高さ３１Ｓｈ≧刃面高さ５ｈ）が成り立つことによって形成される。
【００３８】
このとき膨厚部２３の高さは、
（Ａ）図２のように窪み下端高さ３Ｌｈ≧刃面高さ５ｈの場合、及び、図５（ホ）ないし（チ）のように刃面高さ５ｈ＞窪み下端高さ３Ｌｈかつ刃面傾斜角度５θ＞下傾斜角度３１θの場合には、「下傾斜面開始高さ３１Ｓｈと刃面高さ５ｈとの差（下傾斜面開始高さ３１Ｓｈ−刃面高さ５ｈ）」となる。また、
（Ｂ）図示しない刃面高さ５ｈ＞窪み下端高さ３Ｌｈかつ下傾斜角度３１θ＞刃面傾斜角度５θの場合には、「下傾斜面３１の高さ」（下傾斜面開始高さ３１Ｓｈ−窪み下端高さ３Ｌｈ）となる。
【００３９】
また、上記Ａの場合、（下傾斜面開始高さ３１Ｓｈ≧刃面高さ５ｈ）が成り立つ限り、後述する他の実施例（図５（ホ）ないし（チ））のように、窪み下端高さ３Ｌｈ＝０としても良い。なお図２に示す実施例１では、窪み部３の下傾斜角度３１θが、横刃部２の刃面傾斜角度５θよりも大きい。これにより硬化層４の割合が大きくなるため、耐摩耗性に優れたものとなる。他の実施例として逆に、窪み部３の下傾斜角度３１θを緩やか（横刃部２の刃面傾斜角度５θよりも小さいもの）にすることで、摩耗進行時の応力集中をより抑制することが出来る。
【００４０】
上記厚さの関係及び膨厚部２３により、摩耗進行時に刃面開始縁５Ｓで十分な靱性と耐久強度を保つことが出来る。また、横刃部２と硬化層４とからなる総肉厚を大きくすることなく所定の（例えば、図６（１）に示すような従来の耕耘爪と同様の）幅方向断面形状に成形することで、土壌への打ち込み抵抗や負荷変動の増加を抑えることが出来る。
【００４１】
（窪み部３）
窪み部３は、横刃部２の一面を、横刃部２の延伸方向に沿って所定の窪み幅３Ｗで窪ませるように形成される。また、窪み部３の延伸方向の先端が横刃部２の側方先端２２まで至る。窪み幅３Ｗは、横刃部２の延伸方向に亘って一定である。
【００４２】
ここで窪み部３の上下端のうち窪み下端３Ｌは、横刃部２の下縁に接するか、横刃部２下縁から所定の窪み下端高さ３Ｌｈを開けて設けられる。所定の窪み下端高さ３Ｌｈとは、刃の形状によって異なるが、望ましくは、横刃部２の刃面５の高さ方向の距離である、刃面高さ５ｈと同等或いはこれより長い距離である。実施例１ではこの窪み下端高さ３Ｌｈを、横刃部２の延伸方向に亘って一定、かつ刃面５の幅と略同一としている。
【００４３】
窪み部３及び後述する硬化層４は、内弯曲面、外弯曲面のいずれに形成しても良いが、実施例１では内弯曲面に形成している。これにより硬化層４の定着性や強度（亀裂発生防止）の面で優れたものとなる。
【００４４】
（浅窪み部３４）
窪み部３はまた、その基端の弯曲開始部６付近にて、横刃部２の基端方向へ向かって徐々に浅くなる浅窪み部３４を具備する（図１）。実施例の浅窪み部３４の基端側の一辺は、弯曲開始部６と共通するが、これよりも縦刃部１側にあっても良く、逆に横刃部２側にあっても良い。
【００４５】
図に示す実施例の浅窪み部３４は略等幅であり、正面視にて、弯曲開始部６を一辺とし、この一辺から一定の微小傾斜角度で傾斜する方形の傾斜面を有する。これにより、弯曲開始部６近傍の強度低下を防ぐことができる。なお実施例１の浅窪み部３４は、上隅部３４Ｕを除く大部分が硬化層４に覆われてなる（図１）。
【００４６】
（下傾斜面３１、上傾斜面３３）
窪み部３は具体的には、少なくとも、最大窪み深部３Ｍから下方および上方にそれぞれ、下傾斜面３１、上傾斜面３３を有して構成される（図２）。下傾斜面３１は、幅方向断面視にて、最大窪み深部３Ｍから下方へ向って浅くなるように、所定の下傾斜角度３１θをもって傾斜した面である。上傾斜面３３は、幅方向断面視にて、最大窪み深部３Ｍから上方へ向って浅くなるように、所定の上傾斜角度３３θをもって傾斜した面である。
【００４７】
下傾斜面３１、上傾斜面３３は、図２、及び図５の（ロ）ないし（チ）に示すように、上下端たる幅方向断面視での窪み部３の上下縁が、徐々に浅くなるものであること（すなわち、上傾斜角度３３θ、下傾斜角度３１θが９０°よりも小さいこと）が好ましい。このような窪み部３全体を硬化層４が覆うことで、硬化層４の横刃部２への定着が良好なものとなる。また、上下傾斜面３１、３３の傾斜角度（上傾斜角度３３θ、下傾斜角度３１θ）を小さくすることによって、摩耗進行による強度変化ないし耐摩耗性への影響を抑えることができる。特に、下傾斜面３１の傾斜角度である下傾斜角度３１θを、刃面５の傾斜角度である刃面傾斜角度５θよりも小さくすることによる効果が顕著である。
【００４８】
（厚さの比）
横刃部２の下縁付近ないし窪み部３中央付近のいずれの幅方向位置においても、硬化層４の厚さは、常に横刃部２よりも薄いか或いは同程度の厚さであり、横刃部２よりも厚くなることがない。具体的には、横刃部２の下縁付近および窪み部３中央付近の各幅方向位置において、硬化層４の横刃部２に対する厚さの比は硬化層４：横刃部２＝１：１よりも硬化層４の厚さの比率が大きくなることが無く、更にいえば、例えば１：（１ないし３）程度であることが好ましい。これにより、硬化層４の所定の厚さ（さらにいえば、横刃部２に対する所定の厚さの割合、換言すれば総厚に占める厚さの割合）を常に確保することが出来るため、摩耗の進行程度に拘らず均一な耐摩耗性を得ることが出来る。
【００４９】
（硬化層４）
硬化層４は、合金を硬化させて層化した、横刃部２よりも硬度に優れた層である。前記窪み部３の形成面に窪み部３の少なくとも一部分を覆うように設けられる。実施例１では、硬化層４は、横刃部２の下縁から前記窪み部３までを覆う。すなわち、硬化層下縁は少なくとも横刃部２の下縁と共通する。
【００５０】
硬化層上縁４Ｕは、正面視にて直線、円弧或いはそれらの複合形状に形成され、この形状は、横刃部２の先端への延伸方向に対して上方へ傾斜する（図１では向って左上がりの傾斜）。すなわち、硬化層４の幅は、横刃部２の側方先端２２付近で窪み部３の幅全部を覆い、横刃部２の基端に向って幅が小さくなる。そして、正面視では横刃部２の側方先端２２の一部を一辺とした略三角形を形成する。これにより、回転爪軸と刃縁までの距離、及び土壌に打ち込まれる横刃部２の延伸長さに応じた範囲にて、耐摩耗性を効率的に発揮することができる。
【００５１】
実施例１では、硬化層４は横刃部２および縦刃部１を覆い、窪み部３の浅窪み部３４の上隅部３４Ｕが僅かに露出するものとしているが、より良好な耐性強度を持たせる為に全て覆うものとしても良い。
【００５２】
任意の延伸位置における硬化層４の厚さ（幅方向断面にて確認しうる硬化層４の厚さ）は、窪み部３中央付近から下縁付近にかけて徐々に或いは急激に、厚いものから薄いものとなる。さらにいえば、窪み部３中央付近（の幅方向位置）における硬化層４の厚さ（窪み中央部厚さｔ２）は、窪み部３の下傾斜面３１付近（の幅方向位置）における硬化層４の厚さ（下傾斜部厚さｔ６）よりも厚く、かつ、横刃部２の下縁付近（の幅方向位置）における硬化層４の厚さ（下縁厚さｔ４）よりも、厚いものである。なお、下傾斜部厚さｔ６は、窪み部３中央付近から下縁付近にかけて薄くなるものであるが、いずれの下傾斜部厚さｔ６も、下縁厚さｔ４より厚いものである。
【００５３】
硬化層４を構成する硬質合金は、縦刃部１や横刃部２よりも高硬度の金属粉末を、高周波加熱により溶着させて層設される。硬化層４を層設した後に、硬化層４を内弯曲面として弯曲加工を施すことで、良好な定着性と高密度の硬化層４を得ることが出来る。
【００５４】
（刃面５）
刃面５は、縦刃部１の外側の側辺下方及び横刃部２の下縁に沿って、下縁を薄くするように設けられる傾斜面である。少なくとも横刃部２の全体で略一定幅のまま形成される。内弯曲面、外弯曲面、或いはこれら両面のいずれに形成するものでも良いが、窪み部３及び硬化層４の形成面と反対面の片面に形成することが望ましい。実施例１では窪み部３及び硬化層４の形成面と反対面である外弯曲面に形成している。また強度、加工性のために、幅方向断面視にて直線を形成してなることが望ましい。刃面傾斜角度５θはいずれでも良いが、中でも５ないし３５°、さらにいえば１０ないし３０°であることが好ましい。
【００５５】
（摩耗の進行について）
爪は、耕耘作業に伴って土壌との接触を繰り返すことによって摩耗するが、この摩耗は縦刃部１及び、横刃部２全体が均一に摩耗するのではなく、縦刃部１と横刃部２の弯曲部が偏摩耗し、この側方弯曲部から摩耗が進展する。また、反転性、放擲性が損なわれる場合もある。このために耕耘爪の寿命が短くなり交換回数が増えるとともに交換時期が遅れると先端部が欠落してしまう惧れがあった。
【００５６】
本発明は、窪み部３の幅を一定とし、かつ窪み部３の下側縁である窪み下縁３Ｌに関し、横刃部２の全体厚さに対する厚さの割合（比率）を、前記幅方向断面視による最大窪み深部３Ｍ付近、刃面開始部５Ｓ付近及び下縁付近それぞれの位置において、所定の範囲内としている。これによって、耐摩耗性及び靭性を両備することができる。
【００５７】
また本実施例では、横刃部２の下縁位置から所定間隔をあけて、窪み下縁高さ３Ｌｈを有するように（３Ｌｈ＞０）設ける（すなわち、横刃部２の下縁位置かやや中央側に寄せる）ことによって、偏摩耗を解消し、本来の耕耘性能を維持した状態で摩耗が進行することになる。特に、刃面傾斜角度５θや下傾斜角度３１θによって横刃部２の側面視における形状変化が極端に変わることが無いため、延伸方向で摩耗進行度にずれがある場合でも応力集中を抑制することが出来る。
【実施例２】
【００５８】
実施例２では上方基端１２は二つの平面が山形に組み合わさってなる。また、固定手段１１としての取り付け孔が二つ設けられる。また、実施例２では、硬化層４は横刃部２だけを覆い、硬化層上縁４Ｕの基端と下縁との交点が、弯曲開始部６に共通するものとしている。また、実施例２の浅窪み部３４はその全部が硬化層４に覆われることなく露出してなる（図３）。その他構成は実施例１と同様である。
【実施例３】
【００５９】
実施例３では、窪み部３及び硬化層４を、横刃部２の外弯曲面に形成してなる。その他構成は実施例１と同様である。
【００６０】
このように窪み部３及び硬化層４を、内弯曲面ではなく外弯曲面に形成してなるものであれば、回転爪軸を覆うロータリーカバーへの付着土による摩耗を抑制することができる。すなわち、ロータリーカバー（図示せず）は、回転爪軸に固定された耕耘爪の周囲を、回転爪軸を中心とした側方ないし上方にかけて覆うものであるが、トラクタの長期使用によって、このロータリーカバーの内側に土が付着し、それが固化する場合がある。高速で回転する耕耘爪がこの付着土に接触すると、刃部に摩耗が生じる。このとき、ロータリーカバーは固定された耕耘爪の外弯曲面側を覆うものである。このため、外弯曲面側の表面に硬化層４が層設されていれば、付着土は横刃部２（硬化層４以外のいわゆる母材部分）ではなく、より高硬度の硬化層４と接触するものとなる。よって、付着土と横刃部２の接触による摩耗の進行を抑制することができる。
【００６１】
また、硬化層４の層設によって、母材たる横刃部２はその層設面と逆の面から摩耗することとなるため、外弯曲面に硬化層４を形成することで、土壌との接触角度の大きな内弯曲面側が摩耗するものとなる。よって、より鋭利な刃先のまま摩耗が進行し、適度な馬力抵抗によって良好な耕耘性能を維持することができる。
【００６２】
（実施例１〜３及び他の実施例を含む断面視形状例）
図５の（イ）ないし（チ）に、本発明の耕耘爪の実施例１〜３を含む各実施例として、横刃部２の幅方向断面視における窪み部３の形状の例を示す。このうち（ロ）が実施例１（及び実施例２、３）である。図５の（イ）ないし（ニ）の窪み部３は、横刃部２下縁から所定の窪み下端高さ３Ｌｈを開けて設けられる。
【００６３】
（イ）ないし（ニ）は、下傾斜面３１と上傾斜面３３の傾斜角度が共通して上下対称形状であり、（ホ）ないし（チ）は、下傾斜面３１が上傾斜面３３より緩やかに傾斜して上方寄りで最深となった上下非対称形状である。
【００６４】
（イ）及び（ロ）は、平面からなる下傾斜面３１と、幅方向中央面３２と、平面からなる上傾斜面３３とが順に連なって窪み部３を構成する。ここで幅方向中央面３２は、横刃部２の面に略平行な面からなり、幅方向中央面３２にて窪み部３が最深となる。但し、（イ）は両傾斜面が共に傾斜角度９０°の水平傾斜であり、（ロ）は共に（横刃部２の面に対する）傾斜角度４５°の斜め傾斜である。これらの傾斜角度は刃面５の傾斜角度（実施例では２０°程度）よりも倍以上或いは４倍以上大きいため、特に下傾斜面３１及び上傾斜面３３によって厚さが（横刃部２が厚く、硬化層４が薄くなる方向へ）急激に変化する。また、幅方向中央面３２が窪み部３の全幅の大部分（８割長以上）を占める。（ロ）は図１、図２に示す実施例１と同様の断面形状である。
【００６５】
（ハ）及び（ニ）は、互いに上下対称の下傾斜面３１と上傾斜面３３とが直接、幅方向中央で連なって窪み部３を構成する。傾斜角度が前記（イ）、（ロ）に比べて緩やかな緩斜面であり、この下傾斜面３１と上傾斜面３３の連接部分にて窪み部３が最深となる。但し、（ハ）は上下傾斜面３１、３３が傾斜角度１０°程度の緩斜平面からなり、（ニ）は上下傾斜面３１、３３が連なって断面視中心角４５°程度の緩円弧を形成した曲面からなる。傾斜角度は幅方向両端付近から中央に行くほど変化し、徐々に小さく（緩やかに）なる。
【００６６】
（ホ）ないし（チ）は、下傾斜面３１の傾斜角度がいずれも３〜６°であり、上傾斜面３３の傾斜角度がそれぞれ１０°〜９０°及び緩円弧である。
【００６７】
下傾斜面３１の上端たる下傾斜面開始縁３１Ｓは、横刃部２の刃面開始位置５Ｓと同じか或いはこれよりも高い位置にある。この位置関係に基づき、横刃部２には、刃面開始部５Ｓ付近で（その上下に比べて）厚くなる膨厚部２３が形成される。これにより、刃面開始部５Ｓまで摩耗が進行したときの急激な強度変化や応力集中を防ぐことができる。
【００６８】
その他、各部の具体的な構成及び製造方法に関する具体的な工程は、上述した実施例に限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
このようにして得られた各実施例の耕耘爪は、回転爪軸に固定され、回転爪軸を構成するロータリパイプの長手方向へ多数枚が並設される。そして、この回転爪軸が高速で回転しながらトラクタ等に牽引されることで、効率的な耕耘が行われる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施例１の耕耘爪の平面図及び正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ幅方向断面図である。
【図３】本発明の実施例２の耕耘爪の平面図及び正面図である。
【図４】本発明の実施例３の耕耘爪の平面図及び正面図である。
【図５】本発明の各実施例の耕耘爪の横刃部の幅方向断面図である。
【図６】本発明の従来例の耕耘爪の横刃部の幅方向断面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１ 縦刃部
１１ 固定手段
１２ 上方基端
２ 横刃部
２１ 下縁周面
２２ 側方先端
２３ 膨厚部
３ 窪み部
３１ 下傾斜面
３１Ｓ 下傾斜面開始縁
３１Ｓｈ 下傾斜面開始高さ
３１θ 下傾斜角度
３２ 幅方向中央面
３３ 上傾斜面
３３θ 上傾斜角度
３４ 浅窪み部
３４Ｕ 上隅部
３Ｌ 窪み下端
３Ｌｈ 窪み下端高さ
３Ｍ 最大窪み深部
３Ｗ 窪み幅
４ 硬化層
４Ｕ 硬化層上縁
５ 刃面
５ｈ 刃面高さ
５Ｓ 刃面開始縁
５θ 刃面傾斜角度
６ 弯曲開始部
ｔ１ 横刃部２の窪み中央部厚さ
ｔ２ 硬化層４の窪み中央部厚さ
ｔ３ 横刃部２の下縁厚さ
ｔ４ 硬化層４の下縁厚さ
ｔ５ 横刃部２の下傾斜部厚さ
ｔ６ 硬化層４の下傾斜部厚さ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土壌を耕起する耕耘爪に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の耕耘爪として、耐摩耗性能を向上させるべく、摩耗しやすい刃先部の一面に硬質合金を溶着して、硬化層を層設したものがあった（例えば、特許文献１参照）。これは、耕耘爪の横刃の伸びる方向に沿って、断面Ｌ字状の切欠き部を、下方の刃先部側へ開放するように形成し、ここへ硬化層を層設するものである。これにより、耕耘刃の肉厚を薄くすることができ、抵抗が少ない状態で耕土中に切り込み、また摩耗時にも硬化層が常に刃縁に露出することで、切れ味を持続するものとされる（従来例を示す図６（２）参照）。また、一般的には断面Ｌ字状の切欠き部を形成せずに、硬化層を層設したものが知られている（従来例を示す図６（１）参照）。
【０００３】
しかしながら、上記従来爪は、母材である横刃に断面Ｌ字状の切欠き部を形成し、ここへ硬化層を略等厚に乗せたものであるため、下縁から刃面形成部を超えて摩耗が進行したときに、母材に対する硬化層の厚さの割合が、摩耗進行前と比較して小さくなる。よって、摩耗進行時に、硬化層による有効な耐摩耗性を発揮することが出来なかった。これにより、延伸方向位置において耐摩耗性や摩耗の進行が不均一となり、摩耗進行部分への応力集中によって欠損が生じるなど、摩耗時に良好な耐性強度を維持することができなかった。
【０００４】
また、硬化層自体は靭性が低いため、使用によって硬化層のクラックや刃部からの剥離が生じる場合があった。特に、母材たる横刃が薄い先端側では硬化層の定着性が良いとはいえず、これら問題が顕著であった。従って上記従来の耕耘爪は、良好な耐性強度を維持するものとはいえなかった。
【０００５】
【特許文献１】特開昭５１−８５９０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、摩耗が進行したときにも、硬化層による有効な耐摩耗性を発揮し、良好な耐性強度を維持すると共に、硬化層の定着性に優れた耕耘爪を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明においては、以下（１）ないし（６）の手段を採用する。
【０００８】
（１）すなわち、本発明の耕耘爪は、回転爪軸に固定される固定手段１１を有して平板状のまま主として縦方向に延伸する縦刃部１と、この縦刃部１から弯曲開始部６を境として弯曲しながら主として横方向に延伸する横刃部２とが一体的に連なって構成される耕耘爪であって、
横刃部２の一面に、横刃部２の延伸方向に沿って形成された窪み部３と、前記窪み部３から横刃部２の下縁までを覆うようにして横刃部２の延伸方向に沿って層設された、硬質合金からなる硬化層４と、を具備し、
窪み部３は、最大窪み深部３Ｍから下方へ向って浅くなるように傾斜した、下傾斜面３１を有することを特徴とする。
【０００９】
このようなものであれば、下縁付近の横刃部２の厚さを確保することで優れた靭性を有し、かつ硬化層４の厚みを増すことで耐摩耗性に優れたものとなる。
【００１０】
（２）前記窪み部３は、その幅（窪み幅３Ｗ）が一定であり、その（窪み幅３Ｗの）先端（延伸方向先端）が横刃部２の側方先端２２まで至るものでも良い。
【００１１】
これによって、横刃部２の下縁の摩耗が横刃部２の延伸方向で略均一に進行し、摩耗時の応力集中による欠損を防ぐことができる。また、窪み部３を形成するための金型の加工が容易となる。また、窪み部３を覆う硬化層４が、一定幅のまま少なくとも横刃部２の下縁全体に亘ることが好ましい。
【００１２】
（３）前記横刃部２の下縁付近ないし窪み部３中央付近の幅方向位置において、硬化層４は横刃部２と略同厚または横刃部２よりも薄いものとすることが好ましい。
【００１３】
このようなものであれば、いずれの幅方向位置においても総厚さに占める硬化層４の厚さの割合を確保するものとなる。よって、摩耗が進行しても常に所定の靱性と耐摩耗性を確保することが出来る。
【００１４】
（４）前記いずれかの窪み部３及び硬化層４は、内弯曲面（すなわち、横刃部２の両面のうち、内弯曲面側の面）に形成されてなることが好ましい。
【００１５】
このようなものであれば、硬化層４の横刃部２への定着性がより良いものとなる。また、硬化層４の層設後に弯曲加工を施すことによって、硬化層４の密度が増加し、耐久性が良いものとなる。
【００１６】
（５）前記いずれかの窪み部３及び硬化層４は、外弯曲面（すなわち、横刃部２の両面のうち、外弯曲面側の面）に形成されてなることが好ましい。
【００１７】
このようなものであれば、回転爪軸を覆うロータリーカバーへの付着土による摩耗を抑制することができる。また、母材たる横刃部２は硬化層４の層設面と逆の面から摩耗することとなるため、良好な耕耘性能を維持することができる。
【００１８】
（６）前記いずれかの横刃部２は、その下縁に沿う下縁周面２１を有することが好ましい。
【００１９】
これにより、下縁部での欠損や硬化層４の崩落或いは亀裂の発生、横刃部２との分離を抑制することが出来る。下縁周面２１を有するものは特に、硬化層４の厚肉化によっても横刃部２への良好な定着を図ることが出来る。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、上述のような構成としたことで、摩耗が進行したときにも、硬化層による有効な耐摩耗性を発揮し、良好な耐性強度を維持すると共に、硬化層の定着性に優れた耕耘爪となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、各実施例として示す図面と共に説明する。図１は、本発明の実施例１の耕耘爪について、正面図及び平面図を示す。図２は図１のＡ−Ａ断面図である。図３、図４はそれぞれ、本発明の実施例２、実施例３の耕耘爪の正面図及び平面図である。また図５は、実施例１（図５（ロ））をはじめとする本発明の各実施例のＡ−Ａ断面図例である。
【００２２】
各実施例の図面及び以下の説明において、回転爪軸の回転軌道と正対する面、すなわち回転爪軸の回転爪軸線を法線とする面であって、かつ横刃部２が向かって左側に延伸する側の面を正面とする。図１、図３及び図４に、それぞれ実施例１、２及び３の正面図が示される。これら正面図にて、耕耘爪の先端は、向かって手前方向に弯曲してなる。回転爪軸の回転方向は、図１、図３及び図４の太矢印で示すように、いずれも反時計回りである。
【００２３】
（耕耘爪の全体構成）
本実施例の耕耘爪は、基本的に、回転爪軸への固定手段１１を有してこの固定手段１１から主として正面視縦方向に延伸する縦刃部１と、縦刃部１から弯曲開始部６を境として弯曲しながら主として正面視横方向に延伸する横刃部２と、が一体的に連なって構成される。縦刃部１は平面板からなり、横刃部２は弯曲板からなる。
【００２４】
耕耘爪全体、縦刃部１、横刃部２のいずれも、延伸方向の両端のうち回転爪軸への固定手段側の端を基端側とし、その反対側の端を先端側とする。耕耘爪全体では、最基端側が、上方を向く上方基端１２であり、最先端側が、正面視にて一側方を向く側方先端２２である。
【００２５】
そして、横刃部２の少なくとも（内弯曲面側或いは外弯曲面側のいずれか）一面には、横刃部２の延伸方向に沿って伸びる窪み部３を具備する。さらに、少なくともこの窪み部３を覆うようにして横刃部２の一面に延伸方向に沿って層設された、硬質合金からなる硬化層４を具備する。また、横刃部２の一面に、横刃部２の下縁に沿って傾斜する刃面５が形成される。以下、各実施例の各構成を説明する。
【００２６】
なお本発明は、回転爪軸に固定されて高速回転する耕耘爪であればどのようなサイズ、用途であっても良いが、中でも特に、大型トラクタ用の耕耘爪（例えば、回転爪軸からの最大回転半径２４５ｍｍ以上（さらにいえば２５０〜２９０ｍｍ程度）のもの）に適用することが、耐摩耗性や強度の点で好ましい。
【実施例１】
【００２７】
（正面視刃縁形状）
実施例の耕耘爪の正面視刃縁形状は、縦刃部１の上方基端１２から下方へ伸び、横刃部２の側方先端２２まで、一側方（図１の向かって左側）に曲がりながら形成される。その両側縁（上縁及び下縁）は、連続的に曲率変化させた、全体として非円弧の曲線からなる。なおこの曲線は、全体として非円弧であれば、複数の円弧曲線が連なってなるものでも良い。
【００２８】
（縦刃部１）
縦刃部１は、一基準面内の平面板からなり、上方基端１２から鉛直下方に連なって主として縦方向へ伸びる、弯曲開始部６までの領域を言う。また正面視にて曲がる方向の外側（図１の向かって右側）の側縁のうち下方寄りに、刃面５が形成される。縦刃部１の正面視形状は、上方基端１２側から主として縦方向へ伸び、これと共に弯曲開始部６に近い先端部は、幅広薄肉となりながら斜め下方向（図１における向かって左方向）へ滑らかに曲がってなる（図１）。
【００２９】
縦刃部１は、次述の固定手段１１により回転爪軸へ固定され、反時計回り（図１の太矢印の方向）に高速回転する。実施例１、２（図１、３）では後述するように窪み部３及び硬化層４が、内弯曲面に形成されるため、この回転方向により横刃部２の土壌への打ち込み上面側に硬化層４がくることとなる。なお、後述の実施例３（図４）のように、土壌への打ち込みの下面側に硬化層４がくるものとしてもよい。
【００３０】
（固定手段１１）
縦刃部１の延伸方向のうち上方基端１２寄りには、回転爪軸への固定手段１１を有する。固定手段１１は、実施例１では取付け孔に回転爪軸の固定突部を嵌入し、ボルト固定するものである。固定手段１１たる取付け孔は、実施例１では一つ設けられる。
【００３１】
（上方基端１２）
上方基端１２は、上方を向く耕耘爪の基端側の一端である。実施例１では上方基端１２は平面からなる。
【００３２】
（横刃部２）
横刃部２は、弯曲開始部６から先端までの全領域を言い、平面視にて一方向（図１の平面図にて向って下側）へ連続的に全弯曲した全弯曲板からなる。また、正面視においても先端に向かって一側方（図１の向って左側）に滑らかに曲がる平面弯曲形状である。すなわち、弯曲開始部６を境として縦刃部１と連なり、正面視にて主として横方向へ曲がりながら延伸する（図１、図３、図４）。そして、延伸する両側辺のうち下方の側辺が下縁を構成し、この横刃部２の下縁に沿って、刃面５が形成される。なお刃面５は、縦刃部１の下方一側辺から横刃部２の側方先端２２にまで至る。なお側方先端２２は、側方を向く耕耘爪の先端２２である。
【００３３】
（弯曲）
横刃部２の弯曲形状は、弯曲開始部６を境にして、一つまたは複数の弯曲半径が組み合わされてなる（図１、図３、図４の平面図）。実施例では、一つの弯曲半径と直線とで形成される。他に基端側の弯曲半径と先端（側方先端２２）側の弯曲半径とが異なる大きさで隣接して、平面視にて両曲線が滑らかに連なるように形成される場合もある。この場合、弯曲半径は、取付け基部（基端）側の方が、横刃部２先端（爪先端）側よりも大きいものとすることが好ましい。
【００３４】
（下縁周面２１）
更に、横刃部２はその下縁に、横刃部２の下縁全長に沿う下縁周面２１を有することが好ましい。この下縁周面２１によって、断面視にて尖鋭とならず、三方辺が形成される。これにより、刃先の母材厚さ（横刃部２の下縁厚さｔ３）を確保することができ、靭性の優れたものとなり、使用による欠損を防ぐことができる。下縁周面２１は特に、大型トラクタ用の耕耘爪に適用することが好ましい。
【００３５】
（幅方向断面視形状、膨厚部２３）
横刃部２は、幅方向断面視（図２）にて、上縁から下縁に向かう厚さが、前記窪み部３によって徐々に薄くなり、その後、窪み部３の中央最大窪み深部３Ｍ（窪み中央部厚さｔ１）を経て窪み部３の下傾斜面３１によって徐々に厚くなる（下傾斜部厚さｔ５）。この窪み部３の下端付近で一旦厚くなる部分を膨厚部２３と呼ぶ。このように一旦厚くなった後、下縁への刃面５の形成により、下縁に向かって再び薄くなる（下縁厚さｔ３）。なお実施例では、次述する窪み部３（の設けられる面）と反対面たる外弯曲面が、比較的小さな傾斜面をもって断面視斜めに削られるようにして刃面５が形成されることで、下縁厚さｔ３が徐々に薄くなる。
【００３６】
具体的には、横刃部２の厚さは、大きい順に傾斜部厚さｔ５、窪み中央部厚さｔ１、下縁厚さｔ３となる。また下縁厚さｔ３は幅方向下縁に向って徐々に小さくなる。図２に示す実施例１ではさらに、傾斜部厚さｔ５は膨厚部２３にて、幅方向下縁に向って徐々に大きくなる。具体的には例えば、幅方向断面視にて、最大窪み深部３Ｍ付近、刃面開始部５Ｓ付近及び下縁付近それぞれの横刃部２の厚さは順に、（１．２〜３．５）：（１．５〜４）：１程度である。実施例１ではそれぞれ５ｍｍ、７ｍｍ、２．５ｍｍであり、略２：２．８：１となる。このように略２：（２ないし３）：１程度であることが、強度の面からも好ましい。
【００３７】
膨厚部２３は、両縁が傾斜する窪み部３において、「下傾斜面３１の上縁である下傾斜面開始縁３１Ｓ」が、「横刃部２の刃面開始位置５Ｓ」よりも上方又は同じ高さにあること（図２）、すなわち図２において、（下傾斜面開始高さ３１Ｓｈ≧刃面高さ５ｈ）が成り立つことによって形成される。
【００３８】
このとき膨厚部２３の高さは、
（Ａ）図２のように窪み下端高さ３Ｌｈ≧刃面高さ５ｈの場合、及び、図５（ホ）ないし（チ）のように刃面高さ５ｈ＞窪み下端高さ３Ｌｈかつ刃面傾斜角度５θ＞下傾斜角度３１θの場合には、「下傾斜面開始高さ３１Ｓｈと刃面高さ５ｈとの差（下傾斜面開始高さ３１Ｓｈ−刃面高さ５ｈ）」となる。また、
（Ｂ）図示しない刃面高さ５ｈ＞窪み下端高さ３Ｌｈかつ下傾斜角度３１θ＞刃面傾斜角度５θの場合には、「下傾斜面３１の高さ」（下傾斜面開始高さ３１Ｓｈ−窪み下端高さ３Ｌｈ）となる。
【００３９】
また、上記Ａの場合、（下傾斜面開始高さ３１Ｓｈ≧刃面高さ５ｈ）が成り立つ限り、後述する他の実施例（図５（ホ）ないし（チ））のように、窪み下端高さ３Ｌｈ＝０としても良い。なお図２に示す実施例１では、窪み部３の下傾斜角度３１θが、横刃部２の刃面傾斜角度５θよりも大きい。これにより硬化層４の割合が大きくなるため、耐摩耗性に優れたものとなる。他の実施例として逆に、窪み部３の下傾斜角度３１θを緩やか（横刃部２の刃面傾斜角度５θよりも小さいもの）にすることで、摩耗進行時の応力集中をより抑制することが出来る。
【００４０】
上記厚さの関係及び膨厚部２３により、摩耗進行時に刃面開始縁５Ｓで十分な靱性と耐久強度を保つことが出来る。また、横刃部２と硬化層４とからなる総肉厚を大きくすることなく所定の（例えば、図６（１）に示すような従来の耕耘爪と同様の）幅方向断面形状に成形することで、土壌への打ち込み抵抗や負荷変動の増加を抑えることが出来る。
【００４１】
（窪み部３）
窪み部３は、横刃部２の一面を、横刃部２の延伸方向に沿って所定の窪み幅３Ｗで窪ませるように形成される。また、窪み部３の延伸方向の先端が横刃部２の側方先端２２まで至る。窪み幅３Ｗは、横刃部２の延伸方向に亘って一定である。
【００４２】
ここで窪み部３の上下端のうち窪み下端３Ｌは、横刃部２の下縁に接するか、横刃部２下縁から所定の窪み下端高さ３Ｌｈを開けて設けられる。所定の窪み下端高さ３Ｌｈとは、刃の形状によって異なるが、望ましくは、横刃部２の刃面５の高さ方向の距離である、刃面高さ５ｈと同等或いはこれより長い距離である。実施例１ではこの窪み下端高さ３Ｌｈを、横刃部２の延伸方向に亘って一定、かつ刃面５の幅と略同一としている。
【００４３】
窪み部３及び後述する硬化層４は、内弯曲面、外弯曲面のいずれに形成しても良いが、実施例１では内弯曲面に形成している。これにより硬化層４の定着性や強度（亀裂発生防止）の面で優れたものとなる。
【００４４】
（浅窪み部３４）
窪み部３はまた、その基端の弯曲開始部６付近にて、横刃部２の基端方向へ向かって徐々に浅くなる浅窪み部３４を具備する（図１）。実施例の浅窪み部３４の基端側の一辺は、弯曲開始部６と共通するが、これよりも縦刃部１側にあっても良く、逆に横刃部２側にあっても良い。
【００４５】
図に示す実施例の浅窪み部３４は略等幅であり、正面視にて、弯曲開始部６を一辺とし、この一辺から一定の微小傾斜角度で傾斜する方形の傾斜面を有する。これにより、弯曲開始部６近傍の強度低下を防ぐことができる。なお実施例１の浅窪み部３４は、上隅部３４Ｕを除く大部分が硬化層４に覆われてなる（図１）。
【００４６】
（下傾斜面３１、上傾斜面３３）
窪み部３は具体的には、少なくとも、最大窪み深部３Ｍから下方および上方にそれぞれ、下傾斜面３１、上傾斜面３３を有して構成される（図２）。下傾斜面３１は、幅方向断面視にて、最大窪み深部３Ｍから下方へ向って浅くなるように、所定の下傾斜角度３１θをもって傾斜した面である。上傾斜面３３は、幅方向断面視にて、最大窪み深部３Ｍから上方へ向って浅くなるように、所定の上傾斜角度３３θをもって傾斜した面である。
【００４７】
下傾斜面３１、上傾斜面３３は、図２、及び図５の（ロ）ないし（チ）に示すように、上下端たる幅方向断面視での窪み部３の上下縁が、徐々に浅くなるものであること（すなわち、上傾斜角度３３θ、下傾斜角度３１θが９０°よりも小さいこと）が好ましい。このような窪み部３全体を硬化層４が覆うことで、硬化層４の横刃部２への定着が良好なものとなる。また、上下傾斜面３１、３３の傾斜角度（上傾斜角度３３θ、下傾斜角度３１θ）を小さくすることによって、摩耗進行による強度変化ないし耐摩耗性への影響を抑えることができる。特に、下傾斜面３１の傾斜角度である下傾斜角度３１θを、刃面５の傾斜角度である刃面傾斜角度５θよりも小さくすることによる効果が顕著である。
【００４８】
（厚さの比）
横刃部２の下縁付近ないし窪み部３中央付近のいずれの幅方向位置においても、硬化層４の厚さは、常に横刃部２よりも薄いか或いは同程度の厚さであり、横刃部２よりも厚くなることがない。具体的には、横刃部２の下縁付近および窪み部３中央付近の各幅方向位置において、硬化層４の横刃部２に対する厚さの比は硬化層４：横刃部２＝１：１よりも硬化層４の厚さの比率が大きくなることが無く、更にいえば、例えば１：（１ないし３）程度であることが好ましい。これにより、硬化層４の所定の厚さ（さらにいえば、横刃部２に対する所定の厚さの割合、換言すれば総厚に占める厚さの割合）を常に確保することが出来るため、摩耗の進行程度に拘らず均一な耐摩耗性を得ることが出来る。
【００４９】
（硬化層４）
硬化層４は、合金を硬化させて層化した、横刃部２よりも硬度に優れた層である。前記窪み部３の形成面に窪み部３の少なくとも一部分を覆うように設けられる。実施例１では、硬化層４は、横刃部２の下縁から前記窪み部３までを覆う。すなわち、硬化層下縁は少なくとも横刃部２の下縁と共通する。
【００５０】
硬化層上縁４Ｕは、正面視にて直線、円弧或いはそれらの複合形状に形成され、この形状は、横刃部２の先端への延伸方向に対して上方へ傾斜する（図１では向って左上がりの傾斜）。すなわち、硬化層４の幅は、横刃部２の側方先端２２付近で窪み部３の幅全部を覆い、横刃部２の基端に向って幅が小さくなる。そして、正面視では横刃部２の側方先端２２の一部を一辺とした略三角形を形成する。これにより、回転爪軸と刃縁までの距離、及び土壌に打ち込まれる横刃部２の延伸長さに応じた範囲にて、耐摩耗性を効率的に発揮することができる。
【００５１】
実施例１では、硬化層４は横刃部２および縦刃部１を覆い、窪み部３の浅窪み部３４の上隅部３４Ｕが僅かに露出するものとしているが、より良好な耐性強度を持たせる為に全て覆うものとしても良い。
【００５２】
任意の延伸位置における硬化層４の厚さ（幅方向断面にて確認しうる硬化層４の厚さ）は、窪み部３中央付近から下縁付近にかけて徐々に或いは急激に、厚いものから薄いものとなる。さらにいえば、窪み部３中央付近（の幅方向位置）における硬化層４の厚さ（窪み中央部厚さｔ２）は、窪み部３の下傾斜面３１付近（の幅方向位置）における硬化層４の厚さ（下傾斜部厚さｔ６）よりも厚く、かつ、横刃部２の下縁付近（の幅方向位置）における硬化層４の厚さ（下縁厚さｔ４）よりも、厚いものである。なお、下傾斜部厚さｔ６は、窪み部３中央付近から下縁付近にかけて薄くなるものであるが、いずれの下傾斜部厚さｔ６も、下縁厚さｔ４より厚いものである。
【００５３】
硬化層４を構成する硬質合金は、縦刃部１や横刃部２よりも高硬度の金属粉末を、高周波加熱により溶着させて層設される。硬化層４を層設した後に、硬化層４を内弯曲面として弯曲加工を施すことで、良好な定着性と高密度の硬化層４を得ることが出来る。
【００５４】
（刃面５）
刃面５は、縦刃部１の外側の側辺下方及び横刃部２の下縁に沿って、下縁を薄くするように設けられる傾斜面である。少なくとも横刃部２の全体で略一定幅のまま形成される。内弯曲面、外弯曲面、或いはこれら両面のいずれに形成するものでも良いが、窪み部３及び硬化層４の形成面と反対面の片面に形成することが望ましい。実施例１では窪み部３及び硬化層４の形成面と反対面である外弯曲面に形成している。また強度、加工性のために、幅方向断面視にて直線を形成してなることが望ましい。刃面傾斜角度５θはいずれでも良いが、中でも５ないし３５°、さらにいえば１０ないし３０°であることが好ましい。
【００５５】
（摩耗の進行について）
爪は、耕耘作業に伴って土壌との接触を繰り返すことによって摩耗するが、この摩耗は縦刃部１及び、横刃部２全体が均一に摩耗するのではなく、縦刃部１と横刃部２の弯曲部が偏摩耗し、この側方弯曲部から摩耗が進展する。また、反転性、放擲性が損なわれる場合もある。このために耕耘爪の寿命が短くなり交換回数が増えるとともに交換時期が遅れると先端部が欠落してしまう惧れがあった。
【００５６】
本発明は、窪み部３の幅を一定とし、かつ窪み部３の下側縁である窪み下縁３Ｌに関し、横刃部２の全体厚さに対する厚さの割合（比率）を、前記幅方向断面視による最大窪み深部３Ｍ付近、刃面開始部５Ｓ付近及び下縁付近それぞれの位置において、所定の範囲内としている。これによって、耐摩耗性及び靭性を両備することができる。
【００５７】
また本実施例では、横刃部２の下縁位置から所定間隔をあけて、窪み下縁高さ３Ｌｈを有するように（３Ｌｈ＞０）設ける（すなわち、横刃部２の下縁位置かやや中央側に寄せる）ことによって、偏摩耗を解消し、本来の耕耘性能を維持した状態で摩耗が進行することになる。特に、刃面傾斜角度５θや下傾斜角度３１θによって横刃部２の側面視における形状変化が極端に変わることが無いため、延伸方向で摩耗進行度にずれがある場合でも応力集中を抑制することが出来る。
【実施例２】
【００５８】
実施例２では上方基端１２は二つの平面が山形に組み合わさってなる。また、固定手段１１としての取り付け孔が二つ設けられる。また、実施例２では、硬化層４は横刃部２だけを覆い、硬化層上縁４Ｕの基端と下縁との交点が、弯曲開始部６に共通するものとしている。また、実施例２の浅窪み部３４はその全部が硬化層４に覆われることなく露出してなる（図３）。その他構成は実施例１と同様である。
【実施例３】
【００５９】
実施例３では、窪み部３及び硬化層４を、横刃部２の外弯曲面に形成してなる。その他構成は実施例１と同様である。
【００６０】
このように窪み部３及び硬化層４を、内弯曲面ではなく外弯曲面に形成してなるものであれば、回転爪軸を覆うロータリーカバーへの付着土による摩耗を抑制することができる。すなわち、ロータリーカバー（図示せず）は、回転爪軸に固定された耕耘爪の周囲を、回転爪軸を中心とした側方ないし上方にかけて覆うものであるが、トラクタの長期使用によって、このロータリーカバーの内側に土が付着し、それが固化する場合がある。高速で回転する耕耘爪がこの付着土に接触すると、刃部に摩耗が生じる。このとき、ロータリーカバーは固定された耕耘爪の外弯曲面側を覆うものである。このため、外弯曲面側の表面に硬化層４が層設されていれば、付着土は横刃部２（硬化層４以外のいわゆる母材部分）ではなく、より高硬度の硬化層４と接触するものとなる。よって、付着土と横刃部２の接触による摩耗の進行を抑制することができる。
【００６１】
また、硬化層４の層設によって、母材たる横刃部２はその層設面と逆の面から摩耗することとなるため、外弯曲面に硬化層４を形成することで、土壌との接触角度の大きな内弯曲面側が摩耗するものとなる。よって、より鋭利な刃先のまま摩耗が進行し、適度な馬力抵抗によって良好な耕耘性能を維持することができる。
【００６２】
（実施例１〜３及び他の実施例を含む断面視形状例）
図５の（イ）ないし（チ）に、本発明の耕耘爪の実施例１〜３を含む各実施例として、横刃部２の幅方向断面視における窪み部３の形状の例を示す。このうち（ロ）が実施例１（及び実施例２、３）である。図５の（イ）ないし（ニ）の窪み部３は、横刃部２下縁から所定の窪み下端高さ３Ｌｈを開けて設けられる。
【００６３】
（イ）ないし（ニ）は、下傾斜面３１と上傾斜面３３の傾斜角度が共通して上下対称形状であり、（ホ）ないし（チ）は、下傾斜面３１が上傾斜面３３より緩やかに傾斜して上方寄りで最深となった上下非対称形状である。
【００６４】
（イ）及び（ロ）は、平面からなる下傾斜面３１と、幅方向中央面３２と、平面からなる上傾斜面３３とが順に連なって窪み部３を構成する。ここで幅方向中央面３２は、横刃部２の面に略平行な面からなり、幅方向中央面３２にて窪み部３が最深となる。但し、（イ）は両傾斜面が共に傾斜角度９０°の水平傾斜であり、（ロ）は共に（横刃部２の面に対する）傾斜角度４５°の斜め傾斜である。これらの傾斜角度は刃面５の傾斜角度（実施例では２０°程度）よりも倍以上或いは４倍以上大きいため、特に下傾斜面３１及び上傾斜面３３によって厚さが（横刃部２が厚く、硬化層４が薄くなる方向へ）急激に変化する。また、幅方向中央面３２が窪み部３の全幅の大部分（８割長以上）を占める。（ロ）は図１、図２に示す実施例１と同様の断面形状である。
【００６５】
（ハ）及び（ニ）は、互いに上下対称の下傾斜面３１と上傾斜面３３とが直接、幅方向中央で連なって窪み部３を構成する。傾斜角度が前記（イ）、（ロ）に比べて緩やかな緩斜面であり、この下傾斜面３１と上傾斜面３３の連接部分にて窪み部３が最深となる。但し、（ハ）は上下傾斜面３１、３３が傾斜角度１０°程度の緩斜平面からなり、（ニ）は上下傾斜面３１、３３が連なって断面視中心角４５°程度の緩円弧を形成した曲面からなる。傾斜角度は幅方向両端付近から中央に行くほど変化し、徐々に小さく（緩やかに）なる。
【００６６】
（ホ）ないし（チ）は、下傾斜面３１の傾斜角度がいずれも３〜６°であり、上傾斜面３３の傾斜角度がそれぞれ１０°〜９０°及び緩円弧である。
【００６７】
下傾斜面３１の上端たる下傾斜面開始縁３１Ｓは、横刃部２の刃面開始位置５Ｓと同じか或いはこれよりも高い位置にある。この位置関係に基づき、横刃部２には、刃面開始部５Ｓ付近で（その上下に比べて）厚くなる膨厚部２３が形成される。これにより、刃面開始部５Ｓまで摩耗が進行したときの急激な強度変化や応力集中を防ぐことができる。
【００６８】
その他、各部の具体的な構成及び製造方法に関する具体的な工程は、上述した実施例に限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
このようにして得られた各実施例の耕耘爪は、回転爪軸に固定され、回転爪軸を構成するロータリパイプの長手方向へ多数枚が並設される。そして、この回転爪軸が高速で回転しながらトラクタ等に牽引されることで、効率的な耕耘が行われる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施例１の耕耘爪の平面図及び正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ幅方向断面図である。
【図３】本発明の実施例２の耕耘爪の平面図及び正面図である。
【図４】本発明の実施例３の耕耘爪の平面図及び正面図である。
【図５】本発明の各実施例の耕耘爪の横刃部の幅方向断面図である。
【図６】本発明の従来例の耕耘爪の横刃部の幅方向断面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１ 縦刃部
１１ 固定手段
１２ 上方基端
２ 横刃部
２１ 下縁周面
２２ 側方先端
２３ 膨厚部
３ 窪み部
３１ 下傾斜面
３１Ｓ 下傾斜面開始縁
３１Ｓｈ 下傾斜面開始高さ
３１θ 下傾斜角度
３２ 幅方向中央面
３３ 上傾斜面
３３θ 上傾斜角度
３４ 浅窪み部
３４Ｕ 上隅部
３Ｌ 窪み下端
３Ｌｈ 窪み下端高さ
３Ｍ 最大窪み深部
３Ｗ 窪み幅
４ 硬化層
４Ｕ 硬化層上縁
５ 刃面
５ｈ 刃面高さ
５Ｓ 刃面開始縁
５θ 刃面傾斜角度
６ 弯曲開始部
ｔ１ 横刃部２の窪み中央部厚さ
ｔ２ 硬化層４の窪み中央部厚さ
ｔ３ 横刃部２の下縁厚さ
ｔ４ 硬化層４の下縁厚さ
ｔ５ 横刃部２の下傾斜部厚さ
ｔ６ 硬化層４の下傾斜部厚さ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転爪軸に固定される固定手段１１を有して平板状のまま主として縦方向に延伸する縦刃部１と、この縦刃部１から弯曲開始部６を境として弯曲しながら主として横方向に延伸する横刃部２とが一体的に連なって構成される耕耘爪であって、横刃部２の一面に、横刃部２の延伸方向に沿って形成された窪み部３と、前記窪み部３から横刃部２の下縁までを覆うようにして横刃部２の延伸方向に沿って層設された、硬質合金からなる硬化層４と、を具備し、窪み部３は、最大窪み深部３Ｍから下方へ向って浅くなるように傾斜した、下傾斜面３１を有することを特徴とする耕耘爪。
【請求項２】
窪み部３は、その幅３Ｗが一定であり、その先端が横刃部２の側方先端２２まで至る請求項１記載の耕耘爪。
【請求項３】
横刃部２の下縁付近ないし窪み部３中央付近の幅方向位置において、硬化層４は横刃部２と略同厚または横刃部２よりも薄いものとした請求項１または２記載の耕耘爪。
【請求項４】
窪み部３及び硬化層４が、内弯曲面に形成されてなる請求項１、２、または３のいずれか記載の耕耘爪。
【請求項５】
窪み部３及び硬化層４が、外弯曲面に形成されてなる請求項１、２、または３のいずれか記載の耕耘爪。
【請求項６】
横刃部２が、その下縁に沿う下縁周面２１を有する請求項１、２、３、４または５のいずれか記載の耕耘爪。
【請求項１】
回転爪軸に固定される固定手段１１を有して平板状のまま主として縦方向に延伸する縦刃部１と、この縦刃部１から弯曲開始部６を境として弯曲しながら主として横方向に延伸する横刃部２とが一体的に連なって構成される耕耘爪であって、横刃部２の一面に、横刃部２の延伸方向に沿って形成された窪み部３と、前記窪み部３から横刃部２の下縁までを覆うようにして横刃部２の延伸方向に沿って層設された、硬質合金からなる硬化層４と、を具備し、窪み部３は、最大窪み深部３Ｍから下方へ向って浅くなるように傾斜した、下傾斜面３１を有することを特徴とする耕耘爪。
【請求項２】
窪み部３は、その幅３Ｗが一定であり、その先端が横刃部２の側方先端２２まで至る請求項１記載の耕耘爪。
【請求項３】
横刃部２の下縁付近ないし窪み部３中央付近の幅方向位置において、硬化層４は横刃部２と略同厚または横刃部２よりも薄いものとした請求項１または２記載の耕耘爪。
【請求項４】
窪み部３及び硬化層４が、内弯曲面に形成されてなる請求項１、２、または３のいずれか記載の耕耘爪。
【請求項５】
窪み部３及び硬化層４が、外弯曲面に形成されてなる請求項１、２、または３のいずれか記載の耕耘爪。
【請求項６】
横刃部２が、その下縁に沿う下縁周面２１を有する請求項１、２、３、４または５のいずれか記載の耕耘爪。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−３４５８２８（Ｐ２００６−３４５８２８Ａ）
【公開日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１７９５０６（Ｐ２００５−１７９５０６）
【出願日】平成１７年６月２０日（２００５．６．２０）
【出願人】（０００２０４２３９）株式会社 太陽 (21)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月２０日（２００５．６．２０）
【出願人】（０００２０４２３９）株式会社 太陽 (21)
【Ｆターム（参考）】
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