耕耘爪
【課題】耕耘爪軸の逆回転による弾性体カバーの土除去作業を長期的に行うことが可能となる耕耘爪を提供する。
【解決手段】耕耘爪１０１は、縦刃部から横刃部にかけた回転方向と逆向きの湾曲の度合いを高くすることで、耕耘爪１０１の爪先である頂部Ｘと耕耘爪軸Ｏとの距離が近くなるように設計しており、度重なる耕耘作業を行った場合でも、爪先における摩耗の影響が低減されるようになることから、頭縁部１６０における曲線形状の部分を多く残す（維持する）ことが可能となる。このため、度重なる耕耘作業に伴い、耕耘爪１０１の摩耗が進行した状況であっても、耕耘爪軸の逆回転による弾性体カバーの土除去作業を長期的に行うことが可能となる。
【解決手段】耕耘爪１０１は、縦刃部から横刃部にかけた回転方向と逆向きの湾曲の度合いを高くすることで、耕耘爪１０１の爪先である頂部Ｘと耕耘爪軸Ｏとの距離が近くなるように設計しており、度重なる耕耘作業を行った場合でも、爪先における摩耗の影響が低減されるようになることから、頭縁部１６０における曲線形状の部分を多く残す（維持する）ことが可能となる。このため、度重なる耕耘作業に伴い、耕耘爪１０１の摩耗が進行した状況であっても、耕耘爪軸の逆回転による弾性体カバーの土除去作業を長期的に行うことが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータリ耕耘機の耕耘爪軸に装着される耕耘爪に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、耕耘爪軸に装着された耕耘爪の回転動作により土を耕耘するロータリ耕耘機において、耕耘爪の回転動作が行われる耕耘部から飛散される土が、ロータリ耕耘機内部へ付着してしまうことの防止策として、土付着の抑止効果を有する弾性体カバーを耕耘部の上方を覆う上部カバーに配置した構成が知られている。
【０００３】
そして、弾性体カバーに土が付着した場合に備え、弾性体カバーの上方にある上部カバーに予め切欠部を施しておき、その切欠部を介して、ユーザ自身が外側から弾性体カバーを叩くことで、弾性体カバーの内側（耕耘部側）に付着した土を落として除去することが可能な構成が知られている（特許文献１）。
【０００４】
また、ユーザ自身による土除去作業の手間を省くため、耕耘爪軸について、通常の耕耘作業を行う際の回転方向（以下、「正回転」という）とは異なる逆の方向への回転（以下、「逆回転」という）を行うことで、耕耘爪の爪先を弾性体カバーに意図的に接触させ、その接触に伴って弾性体カバーに発生する振動により、弾性体カバーに付着した土を落として除去することが可能な構成も提案されている（特許文献２）。
【０００５】
この場合、耕耘爪には、一般的な耕耘性能としてのすき込み性を考慮して、耕耘爪軸に取り付けられる取付基部と、その取付基部から連続して延びる縦刃部及び横刃部とを有し、縦刃部から横刃部にかけて回転方向と逆向きに湾曲するとともに、横刃部が一方側に湾曲した形状のものが使用されており、横刃部の爪先を弾性体カバーに接触させることで、弾性体カバーに付着した土を落としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実公平２−１２８０３号公報
【特許文献２】特願２０１１−５２０４４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、耕耘爪軸に装着された耕耘爪は、度重なる耕耘作業により摩耗し、特に、耕耘爪軸の正回転に伴って土面との接触が頻繁に行われる刃縁について、その刃縁全般に亘って、逐次減少を引き起こしてしまう。
【０００８】
この結果、耕耘爪の爪先は、当初では土面に対向する刃縁部から土面に対向しない峰縁部に亘る曲線形状の部位（以下、「頭縁部」という）が滑らかに湾曲した形状となっているものの、刃縁部の摩耗が次第に進行すると、その摩耗の影響を受けて頭縁部の曲線形状の部分が徐々に少なくなり、加えて、刃縁部の摩耗によって形成されるライン（以下、「摩耗ライン」という）と頭縁部とによって角部が形成される。
【０００９】
このため、弾性体カバーに付着した土を落とすために、耕耘爪軸の逆回転を行い、耕耘爪の爪先を弾性体カバーに意図的に接触させたときに、既に摩耗の影響を多大に受けて鋭くなった耕耘爪の爪先によって、弾性体カバーの表面にキズが付いてしまい、そのキズの部分を中心として土の付着を引き起こし、また、場合によっては、弾性体カバーの破損を招いてしまうといった問題があった。
【００１０】
そこで本発明は、耕耘爪軸に装着された耕耘爪について、度重なる耕耘作業を経て摩耗が進行した場合であっても、爪先の形状が鋭くなることがなく、その結果、耕耘爪軸の逆回転による弾性体カバーの土除去作業を長期的に行うことが可能となる耕耘爪を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載の発明は、正回転及び逆回転を行う耕耘爪軸に取付基部を取り付けられ、当該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湾曲するとともに、前記横刃部が一方側に湾曲した耕耘爪において、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。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の耕耘爪であって、前記横刃部は、前記耕耘爪の先端となる凸状の頂部を有するとともに前記刃縁部及び前記峰縁部を曲線状に滑らかに結ぶ頭縁部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、耕耘作業が頻繁に行われ、耕耘爪の摩耗が進行した場合であっても、耕耘爪が折れ曲がる寸前まで、爪先の曲線形状を極力残す（維持する）ことができ、弾性体カバーに付着した土を除去することを目的として、耕耘爪軸により逆回転が行われた際にも、弾性体カバーにキズを付けることなく、効果的に土を落とし、除去することができる。
【００１４】
このため、ユーザは、通常の耕耘作業を想定して耕耘爪の摩耗の状況を確認するだけでよく、爪先の形状を気にすること無く、耕耘爪軸の正回転及び逆回転に伴う作業を長期的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る耕耘爪が適用されるロータリ耕耘機を示す図である。
【図２】本発明に係る耕耘爪が適用されるロータリ耕耘機を示す図である。
【図３】本発明に係る耕耘爪が適用されるロータリ耕耘機を示す図である。
【図４】本発明に係る耕耘爪の形状を示す図である。
【図５】本発明に係る耕耘爪の形状を示す図である。
【図６】本発明に係る耕耘爪の摩耗の進行状態を示す図である。
【図７】本発明に係る耕耘爪の実際の形状について示す図である。
【図８】従来型の耕耘爪の実際の形状について示す図である。
【図９】本発明に係る耕耘爪と従来型の耕耘爪とを比較するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る耕耘爪が適用可能なロータリ耕耘機の実施の形態について、図１乃至図３を参照しながら説明する。
図１は、走行機体に牽引されるロータリ耕耘機について、走行機体の進行方向前方の斜め前方向から、ロータリ耕耘機を見た外観図である。
なお、ロータリ耕耘機１０を牽引する走行機体の進行方向を「前方側」とし、走行機体の進行方向と反対側の方向を「後方側」と定義し、以下、説明していく。
【００１７】
図１に示す通り、ロータリ耕耘機１０は、トップマスト１１と、２つのリンク連結部１２とを備え、このトップマスト１１及びリンク連結部１２に対して、不図示の走行機体の３点リンクヒッチ機構（トップリンク及びロアリンク）が連結されて、昇降可能に走行機体に牽引される。
【００１８】
そして、トップマスト１１の下側には、ユニバーサルジョイント等（不図示）を介して、走行機体のＰＴＯ軸（動力伝達軸）から動力が伝達される入力軸１８が備わっており、入力軸１８は、ギアボックス１３に連結されている。
さらに、ロータリ耕耘機１０の幅方向に向けて、ギアボックス１３から伝動フレーム１４と支持フレーム１５が架設されている。
【００１９】
このため、走行機体のＰＴＯ軸から伝達された動力は、ユニバーサルジョイント等を介して入力軸１８及びギアボックス１３に伝達され、ギアボックス１３において、動力の伝達方向及び回転速度が変化されて伝動フレーム１４の内部を挿通する伝動シャフトに伝達される。
【００２０】
また、伝動フレーム１４の先端部にはチェーンケース１６が垂下する形で固定され、支持フレーム１５の先端にはチェーンケース１６に対向するサポートアーム１７が固定されている。
【００２１】
そして、チェーンケース１６とサポートアーム１７との間に耕耘爪軸６が軸回りに回転自在に架設されるとともに、チェーンケース１６の内部においては、伝動フレーム１４の内部の伝動シャフトと耕耘爪軸６との間に亘ってチェーンが張架されているため、そのチェーンを通じて伝動フレーム１４の内部の伝動シャフトの動力が耕耘爪軸６に伝達される。
【００２２】
ここにおいて、耕耘爪７の回転により耕耘を行う耕耘部９の上方には、シールドカバー１を有しており、本実施形態においてシールドカバー１には、カバースリット２が施されている。
【００２３】
次に、ロータリ耕耘機１０について、走行機体の進行方向後方の斜め後方向から見た外観図である図２を参照して、実施の形態を更に説明する。
図２に示す通り、シールドカバー１の後側方向には、シールドカバー１に上下回動可能にエプロン３が連結されており、エプロン３を備えることで、耕耘部９の後方が覆われることとなり、加えて、エプロン３の後方の端部が耕耘地面と接触することで、耕耘地面の整地が可能となっている。
【００２４】
そして、本実施形態において、エプロン３の後方の端部であって、耕耘地面と接触する部分には、土付着の防止効果を有する整地部材４が取り付けられており、この整地部材４が耕耘地面と直接接触することで、耕耘地面の整地が効果的に行える構成となっている。
【００２５】
また、エプロン３にはエプロンスリット５が形成されており、そのエプロンスリット５を通して、エプロン３の後方の端部の下側に取り付けられている整地部材４を直視することができ、その整地部材４の露出によって外観性に優れた構成となっている。
【００２６】
なお、本実施形態において整地部材４は、エプロン３の後方の端部の下側に取り付けられるとともに、後方末端部をエプロン３の後方の端部の上側に亘って回り込んで取り付けされており、この点においても外観性に優れた構成となっている。
そして、整地部材４の前方端部については、図示は省略するものの、ボルト等の締結部材により、エプロン３の内側面に接合される構成となっている。
【００２７】
次に、本実施形態におけるシールドカバー１、エプロン３及び耕耘部９の詳細な構成について、ロータリ耕耘機１０の側方断面図である図３を参照しながら説明する。
図３に示す通り、シールドカバー１と耕耘部９との間には、弾性体カバー２０ａ〜２０ｃが備えられ、いずれの弾性体カバーも、走行機体の進行方向の後方側の一端を締結部材（図中前方側から締結部材２２ａ、締結部材２２ｂ、締結部材２２ｃ）によりシールドカバー１の内側に固定されるとともに、他端を進行方向の前方側に向かって自由に延在させて保持されている。
【００２８】
また、エプロン３と耕耘部９との間には、弾性体カバー２１ａ及び２１ｂが備えられ、弾性体カバー２１ａについては、後方側の一端を締結部材（図中、締結部材２３ａ）によりエプロン３の内側に固定されるとともに、他端を前方側に向かって自由に延在させて保持されている。
【００２９】
そして、弾性体カバー２１ｂについては、弾性体カバー２１ａをエプロン３の内側に固定している同一の締結部材（図中、締結部材２３ａ）により、前方側の一端を固定され、他端を別の締結部材（図中、締結部材２３ｂ）によりエプロン３の内側に固定されている。
【００３０】
さらに、本実施形態においては、図３に示す通り、弾性体カバー２０ｂは締結部材２２ａを覆い、弾性体カバー２０ｃは締結部材２２ｂを覆う構成とされている。
そして、弾性体カバー２１ａは締結部材２２ｃを覆い、弾性体カバー２１ｂは締結部材２３ａから締結部材２３ｂに亘ってエプロン３の内側を覆う構成としている。
【００３１】
このことから、複数枚の弾性体カバーによって、シールドカバー１及びエプロン３の内側の大部分を覆うこととなり、耕耘作業時において、耕耘部９から飛散される土をシールドカバー１及びエプロン３に付着させてしまうことを大幅に抑制することができる。
【００３２】
なお、耕耘作業時とは、エプロン３の後端部が土面に接触可能な位置であって、図中の下げ位置Ｄの位置にあるとともに、図中矢印Ｒの方向に向けて、耕耘爪７が回転（正回転）して耕耘作業を行っている最中のことを意味する。
【００３３】
ここにおいて、耕耘部９に対して最も広く対向する弾性体カバー２１ａについては、耕耘作業を行うことで、他の弾性体カバーに比べて土付着が最も早く進行してしまい、加えて、弾性体カバーによって覆われていない締結部材２３ａ及び締結部材２３ｂについても、土付着が早く進行してしまう。
【００３４】
ここで、本実施形態においては、シールドカバー１に対して、エプロン３が回転軸１９を回転の中心として回転可能に連結されており、引上機構８によって、エプロン３をシールドカバー１に対して図中矢印Ｓの方向に向けて引き上げ、エプロン３の後端部を図中の上げ位置Ｕの位置に移動させることが可能となっている。
【００３５】
そして、この場合、図３に示す通り、弾性体カバー２１ａの前方側の一端が、耕耘部９の内側であって耕耘爪７の回転半径Ｚの内側に侵入することとなる。
このため、エプロン３をシールドカバー１に対して引き上げた状態を維持したまま、図中矢印Ｆの方向に向けて耕耘爪７を回転（逆回転）させることで、耕耘爪７の爪先が弾性体カバー２１ａの一端に接触し、その接触に伴って弾性体カバー２１ａに発生する振動により、弾性体カバー２１ａに付着した土を落として除去することが可能となっている。
【００３６】
さらに、弾性体カバー２１ａに振動が発生することにより、その振動が締結部材２３ａ及び締結部材２３ｂにも伝達され、締結部材２３ａ及び締結部材２３ｂに付着した土を落として除去する効果も奏する。
【００３７】
次に、本発明に係る耕耘爪について、図４を参照しながら説明する。
図４（ａ）は、先述したロータリ耕耘機１０の耕耘爪７として適用可能な本発明に係る耕耘爪１０１を示しており、その耕耘爪１０１の側面図を示すものである。
また、図４（ｂ）は、図４（ａ）における耕耘爪１０１を下方向から見た部分底面図を示すものである。
【００３８】
本発明に係る耕耘爪１０１は、図４（ａ）に示す通り、図面向かって横方向に、取付基部１０３、縦刃部１０５、横刃部１０７が順に形成されており、耕耘爪１０１の逆回転の方向である図中矢印Ｂの方向に向けて、緩やかに湾曲させた形状となっている。
【００３９】
さらに、縦刃部１０５及び横刃部１０７は、曲線形状である刃縁部１５０と、刃縁部１５０に対して略等間隔を維持しながら延びる峰縁部１７０とを有し、加えて横刃部１０７は、刃縁部１５０と峰縁部１７０を曲線状に滑らかに結ぶとともに耕耘爪１０１の先端となる凸状の頂部Ｘを有する頭縁部１６０を有している。
【００４０】
本発明に係る耕耘爪は、立ち上げ線Ｐから耕耘爪１０１の爪先に向けて、図面手前に向けて徐々に立ち上げて湾曲させた形状（以下、「立ち上げ形状」という）を有するものであって、図４（ｂ）に示す通り、爪先に向けて略一定の曲率半径ｒで一側方に弯曲して、内側にすくい面１０９を形成しており、このすくい面１０９によって、土を耕耘するとともに土寄せも行うことが可能となっている。
【００４１】
取付基部１０３には、取付孔１０４が長手方向に２箇所施されており、この取付孔１０４に締結部材を挿入して、先に図３にて示した通りに、耕耘爪軸６に装着されることとなる。
【００４２】
そして、耕耘爪１０１は、耕耘爪軸６の中心位置（図中の点Ｏ）を中心として、最大回転半径Ｊを回転の半径として、図中矢印Ａの方向に向けて正回転して、耕耘作業を行うこととなる。
【００４３】
また、図４（ａ）において、二点鎖線で示す耕耘爪１０１の形状は、立ち上げ線Ｐによる立ち上げ形成した耕耘爪（３次元物体）を平面上に展開して２次元的に示した形状（以下、この形状を「仮想展開形状」という）であり、この仮想展開形状は、立上げ形成処理を行う前の耕耘爪材の形状である。
【００４４】
上記仮想展開形状は、本発明に係る耕耘爪における特徴をより理解しやすくするために示すものであり、説明の便宜上、仮想展開形状における各縁部は、刃縁部１５０ａ、峰縁部１７０ａ、頭縁部１６０ａとして示す。ここにおいて、仮想展開形状における刃縁部１５０ａは、後述するように、公知の理想刃縁曲線（排絡曲線）に近似している。
【００４５】
刃縁部１５０は、縦刃部１０５から横刃部１０７に亘って略一定の刃幅を有して形成されており、本実施形態においては片刃としているものの、両刃としてもよく、その場合、角度を異なるものにする構成や、等角とした構成でもよい。
【００４６】
なお、耕耘作業時においては、耕耘爪１０１が図中矢印Ａの方向に向けて正回転することで、縦刃部１０５側の刃縁部１５０から横刃部１０７側の刃縁部１５０にかけて、順に土面へ切り込みが行われることとなり、この耕耘作業を頻繁に行うことで、耕耘爪１０１の幅方向であって、刃縁部１５０から峰縁部１７０に向けて、耕耘爪１０１の摩耗が発生する。
【００４７】
次に、本発明に係る耕耘爪の形状について、図５を参照しながら、より詳細に説明する。
一般的に、耕耘爪は、排絡曲線の排絡角α（耕耘爪の回転径方向と排絡曲線の接線とのなす角）が５７．５度となる位置を縦刃部の先端部とし、取付基部の根元部で６７．５度となるように極座標で求められた理想的な曲線を理想刃縁曲線として設計されるが、本発明に係る耕耘爪においても同様である。すなわち、図５（ａ）に示すように、本発明の耕耘爪１０１も、縦刃部１０５の縦刃縁先端位置Ｖの位置で排絡角が５７．５度、取付基部１０３の根元部（図中ＶＳ）で排絡角（図中δ）が約６７．５度となるような理想的な曲線に近似した形状の刃縁部１５０を有する。
なお、図５（ａ）は、縦刃縁先端位置Ｖが最下位置にあるときの取付状態側面図であるが、以下、この状態での側面図を単に取付状態側面図という。
【００４８】
本発明に係る耕耘爪１０１は、立ち上げ線Ｐに基づいて立ち上げた形状としているのが特徴であり、このように構成することですきこみ作用を向上している。ここで、立ち上げ線Ｐは、縦刃縁先端位置Ｖ（すなわち、取付状態側面図における最下位置）における刃縁部１５０の接線Ｙに対する垂線（中心点Ｏを通る鉛直線Ｚと平行）に対して、角度βをもって傾斜させて設けられている。
この立ち上げ形状は、図５（ｂ）に示すように、立ち上げ線Ｐを立ち上げ開始境界線として、半径ｒの円弧状になるようにして徐々に立ち上げられ、最終的に、立ち上げ角度θ、立ち上げ高さＨＬとなるように形成されている。
【００４９】
本発明に係る耕耘爪１０１における刃先位置は、立ち上げ線Ｐを基準として任意の角度γ傾いた直線Ｕが、刃縁部１５０に接する位置を刃先位置Ｅとして設定している。
【００５０】
刃縁部１５０の反対側には峰縁部１７０が形成されており、刃縁部１５０と峰縁部１７０はほぼ一定の間隔（刃幅）を維持しながら延びている。なお、このことは、二点鎖線で示す仮想展開形状における刃縁部１５０ａと峰縁部１７０ａとの形状関係から、より容易に判る。そして、刃縁部１５０と略等間隔を維持しながら延びる峰縁部１７０とは、複数の円弧を連続して形成した滑らかな曲線形状の頭縁部１６０（仮想展開形状では１６０ａ）により、連続している。この頭縁部１６０は、耕耘爪１０１の逆回転の方向である矢印Ｂの方向に向けて、凸状に形成されている。なお、ここで、刃縁部１５０と頭縁部１６０との結合位置は、通常、前述した刃先位置Ｅとほぼ同じ位置に設定するが、峰縁部１７０と頭縁部１６０との結合位置である峰先端位置Ｔは、諸条件を考慮して適宜決定される。
【００５１】
図５（ａ）に示す通り、本発明に係る耕耘爪１０１は、峰先端位置Ｔにおける曲線状の峰縁部１７０の接線（図中Ｑ）が、取付状態側面図において、略鉛直方向に延びた形状となっている。このように構成することにより、耕耘爪１０１の爪先である頂部Ｘと耕耘爪軸Ｏとの距離が近くなり、爪先における度重なる耕耘作業による摩耗の影響が低減されるようになっている。なお、頂部Ｘの位置と磨耗の影響の関係については後述する。
【００５２】
さらに、本発明に係る耕耘爪においては、図５（ａ）に示すように、凸状に形成された曲線形状の頭縁部１６０の頂部Ｘを有するが、仮想展開形状におけるその頂部Ｘ及び回転中心点Ｏを結ぶ線分（以下「水平ラインＷ」という）は、縦刃縁先端位置Ｖにおける接線Ｙとは互いにほぼ平行な関係を有し、鉛直ラインＺと水平ラインＷとは、互いにほぼ垂直な関係を有するように構成することが好ましい。
【００５３】
また、上記説明において、縦刃部の先端部である縦刃縁先端位置Ｖでの排絡曲線の排絡角α（耕耘爪の回転径方向と排絡曲線の接線とのなす角）が５７．５度を理想としたが、本発明は、必ずしもこの角度に限定されるものではなく、排絡角αは５５度〜６０度の範囲であれば良く、取付基部の根元部（図中ＶＳ）における排絡角も６７．５度に限定されず、若干の角度許容幅を有することは言うまでもない。
【００５４】
次に、本発明に係る耕耘爪１０１を使用した場合における、摩耗の状況について、図６を参照しながら説明する。なお、図６は、説明の便宜上、立ち上げ形状のみを示した図である。
【００５５】
先述した通り、耕耘爪１０１の摩耗は、刃縁部１５０から峰縁部１７０に向けて、耕耘爪１０１の幅方向に逐次減少を引き起こすこととなり、図６に示す摩耗ラインＭ１、Ｍ２、Ｍ３の順に進行することとなる。磨耗が進行するに従い、残存する爪の幅は元の幅Ｗ０の約３／４程度の幅であるＷ１、約半分程度のＷ２、約１／４程度のＷ３というように徐々に減少する。
【００５６】
しかしながら、本発明に係る耕耘爪１０１においては、残存幅が約１／４程度になっても、頭縁部１６０には円弧状の縁部（図中ＷＬ）が形成されており、かつ、その頭縁部１６０の円弧状の縁部と摩耗ラインＭ３との交差する点に形成される角部は、鈍角であって鋭くない。このため、耕耘爪１０１を逆回転させて、爪先等でカバーを叩いて付着した泥土等をふるい落としても、カバーを傷つける恐れが無い。
【００５７】
一般的に、爪幅が元の幅の１５〜２０％程度まで磨耗すると、爪が折損する恐れなどが生ずるため、前記程度になる前に爪は交換されるが、本発明による耕耘爪１０１を使用した場合には、爪が交換されるまで、逆回転による良好な泥落としが継続される。
【００５８】
なお、図中の摩耗ラインＭ１〜Ｍ３は、仮想の曲線として数式等により算出されるものであり、トロコイド曲線に類似するとともに、耕耘爪の摩耗のシミュレーションとして、一般的に用いられているものである。
【００５９】
次に、本発明に係る耕耘爪１０１の形状について、実際の寸法値等を参考に、図７（ａ）及び（ｂ）を参照しながら説明する。
ここで、図７（ａ）にて実線及び二点鎖線で示す耕耘爪１０１は、図４（ａ）及び（ｂ）にて示す耕耘爪１０１と同一のものである。
また、以下に説明する耕耘爪１０１に係る寸法値等は、実験値の一例であり、本発明に係る耕耘爪１０１の形状等の理解のために、参考情報として記載するものである。
【００６０】
先ず、図７（ａ）に示す通り、本発明に係る耕耘爪１０１の刃縁部１５０と、耕耘爪軸６の中心位置（図中の点Ｏ）との距離は２５５ｍｍであり、つまり、耕耘爪１０１の最大回転半径が２５５ｍｍとなっている。
【００６１】
さらに、図７（ｂ）に示す通り、耕耘爪１０１の厚さは７ｍｍであり、爪先に向けて立ち上げを開始する位置として、立ち上げ線Ｐを境に略一定の曲率半径（１２０ｍｍ）にて立ち上げ、最終的に立ち上げた角度（図中の傾斜ラインＺＬ）が６０°とされ、その立ち上げによる爪先の立ち上げの高さは１１５ｍｍとなっている。
【００６２】
なお、その他の寸法値として、図示は省略するものの、縦刃部１０５の先端部である縦刃縁先端位置Ｖにおける排絡角αは５７．５度となっており、立ち上げ線Ｐについては、縦刃縁先端位置Ｖにおける刃縁部１５０の接線方向と垂直な方向から、１９．９度傾斜させた形状となっている。
【００６３】
次に、本発明に係る耕耘爪１０１との比較の対象として、従来の耕耘爪の一例である従来耕耘爪１０２の形状について、実際の寸法値等を参考に、図８（ａ）及び（ｂ）を参照しながら説明する。
【００６４】
ここで、図８（ａ）及び（ｂ）にて実線及び二点鎖線で示す従来耕耘爪１０２は、図７（ａ）及び（ｂ）にて示す本発明に係る耕耘爪１０１に対応して、その形状等を示すものである。
また、以下に説明する従来耕耘爪１０２に係る寸法値等についても、先述した耕耘爪１０１と同じく実験値の一例であり、従来耕耘爪１０２の形状等の理解のために、参考情報として記載するものである。
【００６５】
先ず、図８（ａ）に示す通り、従来耕耘爪１０２の刃縁部１５０と、耕耘爪軸６の中心位置（図中の点Ｏ）との距離は２５５ｍｍであり、従来耕耘爪１０２の最大回転半径が２５５ｍｍとなっており、本発明に係る耕耘爪１０１と同じ寸法となっている。
【００６６】
また、図８（ｂ）に示す通り、従来耕耘爪１０２の厚さは７ｍｍであり、爪先に向けて立ち上げを開始する位置として、立ち上げ線Ｐを境に略一定の曲率半径（１２０ｍｍ）にて徐々に立ち上げ、最終的に立ち上げた角度（図中の傾斜ラインＺＬ）が６０°とされ、その立ち上げによる爪先の立ち上げの高さは１１５ｍｍとなっている点では、本願発明と同一である。
【００６７】
なお、その他の寸法値として、図示は省略するものの、縦刃部１０５の先端部である縦刃縁先端位置Ｖにおける排絡角αは５７．５度となっており、立ち上げ線Ｐについては、縦刃縁先端位置Ｖにおける刃縁部１５０の接線方向と垂直な方向から、１９．９度傾斜させた形状となっている点でも、本願発明と同一である。
【００６８】
次に、本発明に係る耕耘爪１０１及び従来耕耘爪１０２を用いて実際に摩耗が進行した状況について、寸法値等を参考に、図９（ａ）及び（ｂ）を参照しながら説明する。
なお、図９（ａ）及び（ｂ）においては、摩耗の進行状況の説明の便宜上、耕耘爪１０１及び従来耕耘爪１０２の立ち上げ形状を示して、各々説明する。
【００６９】
また、摩耗の進行の状況については、耕耘爪１０１及び従来耕耘爪１０２の一般的な交換時期までの耕耘作業を行い、その実際の寸法値を測定し、参考としている。
この点について、当初の刃縁部１５０の位置から、峰縁部１７０に向けて、摩耗ラインＭ１、Ｍ２、Ｍ３の順に進行し、最も摩耗が進行した位置Ｍ３については、浸食が進行した距離が略３０ｍｍであり、この浸食の進行の距離３０ｍｍについて、一般的な交換時期の判断の基準とするものである。
【００７０】
先ず、図９（ａ）及び（ｂ）に示す通り、耕耘爪１０１及び従来耕耘爪１０２の摩耗は、耕耘爪１０１の幅方向であって、刃縁部１５０から峰縁部１７０に向けて進行することから、図７（ａ）及び図８（ａ）に示す当初の形状において、刃縁部１５０と峰縁部１７０との距離は５０ｍｍであったものが、摩耗が３０ｍｍ進行して、刃縁部１５０と峰縁部１７０との距離が２０ｍｍとなったところがＭ３となる。
【００７１】
ここで、図９（ａ）の本発明に係る耕耘爪１０１については、頭縁部１６０に対する摩耗ラインＭ３の位置は、図中の浸食点２０１となり、この浸食点２０１から峰先端位置Ｔまでの曲線形状（図中ＷＬ）が、従来と比べて多く残る（維持される）ことが確認できる。
【００７２】
ここで、仮に、本発明に係る耕耘爪１０１の摩耗の状況に気付くことなく、交換作業を行うことなく耕耘作業を続けた場合であって、耕耘爪１０１が折れ曲がる寸前にまでなった状況についても、仮摩耗ラインＫＭを想定し、その仮摩耗ラインＫＭと峰縁部１７０との間隔を５ｍｍと想定して説明する。
【００７３】
この場合、頭縁部１６０に対する仮摩耗ラインＫＭの浸食の位置は、図中の浸食点２０２となり、この浸食点２０２から峰先端位置Ｔまでの曲線形状の部分が、従来と比べて多く残る（維持される）ことが確認できる。
【００７４】
以上から、本発明に係る耕耘爪１０１は、実際に耕耘作業を頻繁に行い、一般的な耕耘爪１０１の交換が行われる時期まで摩耗を進行させた場合であっても、爪先の曲線形状を極力残す（維持する）ことができ、仮に、交換時期を過ぎてしまった場合であっても、爪が折れて曲がる寸前までについても爪先の曲線形状が維持されることが確認された。
【００７５】
このため、耕耘作業を頻繁に行った場合であっても、爪が折れて曲がってしまう寸前まで、弾性体カバーに付着した土を除去することを目的として、耕耘爪軸６の逆回転により、弾性体カバーにキズを付けることなく、効果的に土を落とし、除去することができる。
【００７６】
一方、従来耕耘爪１０２については、図９（ｂ）に示す通り、頭縁部１６０に対する摩耗ラインＭ３の浸食の位置は、図中の浸食点３０１となり、この浸食点３０１から峰先端位置Ｔまでの曲線形状の部分（図中ＷＬ）が少なくなってしまうことに加え、浸食点３０１における形状が鋭くなってしまうことが確認できる。
【００７７】
つまり、本発明に係る耕耘爪１０１と従来耕耘爪１０２とについて、耕耘爪の一般的な交換時期（摩耗刃縁からの浸食の距離が３０ｍｍ）までの耕耘作業を行って比較したところ、従来耕耘爪１０２については、爪先における曲線形状が少なくなり、鋭い部分が発生してしまうものの、本発明に係る耕耘爪１０１については、爪先の曲線形状を極力残す（維持する）ことが確認できた。
【００７８】
さらに、本発明に係る耕耘爪１０１においては、当初の刃縁部１５０の位置から峰縁部１７０までの摩耗の進行の距離であって、３０ｍｍの距離分浸食した後、さらに、耕耘作業を行った場合であっても、耕耘爪１０１が折れ曲がってしまう寸前まで、爪先の曲線形状を極力残す（維持する）ことが可能なことが確認できた。
【００７９】
以上から、本発明に係る耕耘爪１０１は、耕耘作業が頻繁に行われ、耕耘爪１０１の摩耗が進行した場合であっても、耕耘爪１０１が折れる寸前まで、爪先の曲線形状を極力残す（維持する）ことができ、そのため、弾性体カバーに付着した土を除去することを目的として、耕耘爪軸６により逆回転が行われた際にも、弾性体カバーにキズを付けることなく、効果的に土を落とし、除去することができる。
【００８０】
また、仮に、交換時期を過ぎてしまい、更に、耕耘作業を継続させてしまった状況においても、爪先の曲線形状を極力残す（維持する）ことができるため、爪が曲がって折れてしまう寸前まで、通常の耕耘作業、及び、耕耘爪軸６の逆回転に伴う土除去作業を行うことができる。
【００８１】
つまり、ユーザは、通常の耕耘作業を想定して耕耘爪１０１の摩耗の状況を確認するだけでよく、爪先の形状を気にすることが無く、耕耘爪軸６の正回転及び逆回転に伴う作業を長期的に行うことができる。
【符号の説明】
【００８２】
１０１ 耕耘爪
１０３ 取付基部
１０５ 縦刃部
１０７ 横刃部
１５０ 刃縁部
１６０ 頭縁部
１７０ 峰縁部
Ｍ 摩耗ライン
Ｊ 最大回転半径
Ｏ 耕耘爪軸の中心点
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータリ耕耘機の耕耘爪軸に装着される耕耘爪に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、耕耘爪軸に装着された耕耘爪の回転動作により土を耕耘するロータリ耕耘機において、耕耘爪の回転動作が行われる耕耘部から飛散される土が、ロータリ耕耘機内部へ付着してしまうことの防止策として、土付着の抑止効果を有する弾性体カバーを耕耘部の上方を覆う上部カバーに配置した構成が知られている。
【０００３】
そして、弾性体カバーに土が付着した場合に備え、弾性体カバーの上方にある上部カバーに予め切欠部を施しておき、その切欠部を介して、ユーザ自身が外側から弾性体カバーを叩くことで、弾性体カバーの内側（耕耘部側）に付着した土を落として除去することが可能な構成が知られている（特許文献１）。
【０００４】
また、ユーザ自身による土除去作業の手間を省くため、耕耘爪軸について、通常の耕耘作業を行う際の回転方向（以下、「正回転」という）とは異なる逆の方向への回転（以下、「逆回転」という）を行うことで、耕耘爪の爪先を弾性体カバーに意図的に接触させ、その接触に伴って弾性体カバーに発生する振動により、弾性体カバーに付着した土を落として除去することが可能な構成も提案されている（特許文献２）。
【０００５】
この場合、耕耘爪には、一般的な耕耘性能としてのすき込み性を考慮して、耕耘爪軸に取り付けられる取付基部と、その取付基部から連続して延びる縦刃部及び横刃部とを有し、縦刃部から横刃部にかけて回転方向と逆向きに湾曲するとともに、横刃部が一方側に湾曲した形状のものが使用されており、横刃部の爪先を弾性体カバーに接触させることで、弾性体カバーに付着した土を落としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実公平２−１２８０３号公報
【特許文献２】特願２０１１−５２０４４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、耕耘爪軸に装着された耕耘爪は、度重なる耕耘作業により摩耗し、特に、耕耘爪軸の正回転に伴って土面との接触が頻繁に行われる刃縁について、その刃縁全般に亘って、逐次減少を引き起こしてしまう。
【０００８】
この結果、耕耘爪の爪先は、当初では土面に対向する刃縁部から土面に対向しない峰縁部に亘る曲線形状の部位（以下、「頭縁部」という）が滑らかに湾曲した形状となっているものの、刃縁部の摩耗が次第に進行すると、その摩耗の影響を受けて頭縁部の曲線形状の部分が徐々に少なくなり、加えて、刃縁部の摩耗によって形成されるライン（以下、「摩耗ライン」という）と頭縁部とによって角部が形成される。
【０００９】
このため、弾性体カバーに付着した土を落とすために、耕耘爪軸の逆回転を行い、耕耘爪の爪先を弾性体カバーに意図的に接触させたときに、既に摩耗の影響を多大に受けて鋭くなった耕耘爪の爪先によって、弾性体カバーの表面にキズが付いてしまい、そのキズの部分を中心として土の付着を引き起こし、また、場合によっては、弾性体カバーの破損を招いてしまうといった問題があった。
【００１０】
そこで本発明は、耕耘爪軸に装着された耕耘爪について、度重なる耕耘作業を経て摩耗が進行した場合であっても、爪先の形状が鋭くなることがなく、その結果、耕耘爪軸の逆回転による弾性体カバーの土除去作業を長期的に行うことが可能となる耕耘爪を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載の発明は、正回転及び逆回転を行う耕耘爪軸に取付基部を取り付けられ、当該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湾曲するとともに、前記横刃部が一方側に湾曲した耕耘爪において、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。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の耕耘爪であって、前記横刃部は、前記耕耘爪の先端となる凸状の頂部を有するとともに前記刃縁部及び前記峰縁部を曲線状に滑らかに結ぶ頭縁部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、耕耘作業が頻繁に行われ、耕耘爪の摩耗が進行した場合であっても、耕耘爪が折れ曲がる寸前まで、爪先の曲線形状を極力残す（維持する）ことができ、弾性体カバーに付着した土を除去することを目的として、耕耘爪軸により逆回転が行われた際にも、弾性体カバーにキズを付けることなく、効果的に土を落とし、除去することができる。
【００１４】
このため、ユーザは、通常の耕耘作業を想定して耕耘爪の摩耗の状況を確認するだけでよく、爪先の形状を気にすること無く、耕耘爪軸の正回転及び逆回転に伴う作業を長期的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る耕耘爪が適用されるロータリ耕耘機を示す図である。
【図２】本発明に係る耕耘爪が適用されるロータリ耕耘機を示す図である。
【図３】本発明に係る耕耘爪が適用されるロータリ耕耘機を示す図である。
【図４】本発明に係る耕耘爪の形状を示す図である。
【図５】本発明に係る耕耘爪の形状を示す図である。
【図６】本発明に係る耕耘爪の摩耗の進行状態を示す図である。
【図７】本発明に係る耕耘爪の実際の形状について示す図である。
【図８】従来型の耕耘爪の実際の形状について示す図である。
【図９】本発明に係る耕耘爪と従来型の耕耘爪とを比較するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る耕耘爪が適用可能なロータリ耕耘機の実施の形態について、図１乃至図３を参照しながら説明する。
図１は、走行機体に牽引されるロータリ耕耘機について、走行機体の進行方向前方の斜め前方向から、ロータリ耕耘機を見た外観図である。
なお、ロータリ耕耘機１０を牽引する走行機体の進行方向を「前方側」とし、走行機体の進行方向と反対側の方向を「後方側」と定義し、以下、説明していく。
【００１７】
図１に示す通り、ロータリ耕耘機１０は、トップマスト１１と、２つのリンク連結部１２とを備え、このトップマスト１１及びリンク連結部１２に対して、不図示の走行機体の３点リンクヒッチ機構（トップリンク及びロアリンク）が連結されて、昇降可能に走行機体に牽引される。
【００１８】
そして、トップマスト１１の下側には、ユニバーサルジョイント等（不図示）を介して、走行機体のＰＴＯ軸（動力伝達軸）から動力が伝達される入力軸１８が備わっており、入力軸１８は、ギアボックス１３に連結されている。
さらに、ロータリ耕耘機１０の幅方向に向けて、ギアボックス１３から伝動フレーム１４と支持フレーム１５が架設されている。
【００１９】
このため、走行機体のＰＴＯ軸から伝達された動力は、ユニバーサルジョイント等を介して入力軸１８及びギアボックス１３に伝達され、ギアボックス１３において、動力の伝達方向及び回転速度が変化されて伝動フレーム１４の内部を挿通する伝動シャフトに伝達される。
【００２０】
また、伝動フレーム１４の先端部にはチェーンケース１６が垂下する形で固定され、支持フレーム１５の先端にはチェーンケース１６に対向するサポートアーム１７が固定されている。
【００２１】
そして、チェーンケース１６とサポートアーム１７との間に耕耘爪軸６が軸回りに回転自在に架設されるとともに、チェーンケース１６の内部においては、伝動フレーム１４の内部の伝動シャフトと耕耘爪軸６との間に亘ってチェーンが張架されているため、そのチェーンを通じて伝動フレーム１４の内部の伝動シャフトの動力が耕耘爪軸６に伝達される。
【００２２】
ここにおいて、耕耘爪７の回転により耕耘を行う耕耘部９の上方には、シールドカバー１を有しており、本実施形態においてシールドカバー１には、カバースリット２が施されている。
【００２３】
次に、ロータリ耕耘機１０について、走行機体の進行方向後方の斜め後方向から見た外観図である図２を参照して、実施の形態を更に説明する。
図２に示す通り、シールドカバー１の後側方向には、シールドカバー１に上下回動可能にエプロン３が連結されており、エプロン３を備えることで、耕耘部９の後方が覆われることとなり、加えて、エプロン３の後方の端部が耕耘地面と接触することで、耕耘地面の整地が可能となっている。
【００２４】
そして、本実施形態において、エプロン３の後方の端部であって、耕耘地面と接触する部分には、土付着の防止効果を有する整地部材４が取り付けられており、この整地部材４が耕耘地面と直接接触することで、耕耘地面の整地が効果的に行える構成となっている。
【００２５】
また、エプロン３にはエプロンスリット５が形成されており、そのエプロンスリット５を通して、エプロン３の後方の端部の下側に取り付けられている整地部材４を直視することができ、その整地部材４の露出によって外観性に優れた構成となっている。
【００２６】
なお、本実施形態において整地部材４は、エプロン３の後方の端部の下側に取り付けられるとともに、後方末端部をエプロン３の後方の端部の上側に亘って回り込んで取り付けされており、この点においても外観性に優れた構成となっている。
そして、整地部材４の前方端部については、図示は省略するものの、ボルト等の締結部材により、エプロン３の内側面に接合される構成となっている。
【００２７】
次に、本実施形態におけるシールドカバー１、エプロン３及び耕耘部９の詳細な構成について、ロータリ耕耘機１０の側方断面図である図３を参照しながら説明する。
図３に示す通り、シールドカバー１と耕耘部９との間には、弾性体カバー２０ａ〜２０ｃが備えられ、いずれの弾性体カバーも、走行機体の進行方向の後方側の一端を締結部材（図中前方側から締結部材２２ａ、締結部材２２ｂ、締結部材２２ｃ）によりシールドカバー１の内側に固定されるとともに、他端を進行方向の前方側に向かって自由に延在させて保持されている。
【００２８】
また、エプロン３と耕耘部９との間には、弾性体カバー２１ａ及び２１ｂが備えられ、弾性体カバー２１ａについては、後方側の一端を締結部材（図中、締結部材２３ａ）によりエプロン３の内側に固定されるとともに、他端を前方側に向かって自由に延在させて保持されている。
【００２９】
そして、弾性体カバー２１ｂについては、弾性体カバー２１ａをエプロン３の内側に固定している同一の締結部材（図中、締結部材２３ａ）により、前方側の一端を固定され、他端を別の締結部材（図中、締結部材２３ｂ）によりエプロン３の内側に固定されている。
【００３０】
さらに、本実施形態においては、図３に示す通り、弾性体カバー２０ｂは締結部材２２ａを覆い、弾性体カバー２０ｃは締結部材２２ｂを覆う構成とされている。
そして、弾性体カバー２１ａは締結部材２２ｃを覆い、弾性体カバー２１ｂは締結部材２３ａから締結部材２３ｂに亘ってエプロン３の内側を覆う構成としている。
【００３１】
このことから、複数枚の弾性体カバーによって、シールドカバー１及びエプロン３の内側の大部分を覆うこととなり、耕耘作業時において、耕耘部９から飛散される土をシールドカバー１及びエプロン３に付着させてしまうことを大幅に抑制することができる。
【００３２】
なお、耕耘作業時とは、エプロン３の後端部が土面に接触可能な位置であって、図中の下げ位置Ｄの位置にあるとともに、図中矢印Ｒの方向に向けて、耕耘爪７が回転（正回転）して耕耘作業を行っている最中のことを意味する。
【００３３】
ここにおいて、耕耘部９に対して最も広く対向する弾性体カバー２１ａについては、耕耘作業を行うことで、他の弾性体カバーに比べて土付着が最も早く進行してしまい、加えて、弾性体カバーによって覆われていない締結部材２３ａ及び締結部材２３ｂについても、土付着が早く進行してしまう。
【００３４】
ここで、本実施形態においては、シールドカバー１に対して、エプロン３が回転軸１９を回転の中心として回転可能に連結されており、引上機構８によって、エプロン３をシールドカバー１に対して図中矢印Ｓの方向に向けて引き上げ、エプロン３の後端部を図中の上げ位置Ｕの位置に移動させることが可能となっている。
【００３５】
そして、この場合、図３に示す通り、弾性体カバー２１ａの前方側の一端が、耕耘部９の内側であって耕耘爪７の回転半径Ｚの内側に侵入することとなる。
このため、エプロン３をシールドカバー１に対して引き上げた状態を維持したまま、図中矢印Ｆの方向に向けて耕耘爪７を回転（逆回転）させることで、耕耘爪７の爪先が弾性体カバー２１ａの一端に接触し、その接触に伴って弾性体カバー２１ａに発生する振動により、弾性体カバー２１ａに付着した土を落として除去することが可能となっている。
【００３６】
さらに、弾性体カバー２１ａに振動が発生することにより、その振動が締結部材２３ａ及び締結部材２３ｂにも伝達され、締結部材２３ａ及び締結部材２３ｂに付着した土を落として除去する効果も奏する。
【００３７】
次に、本発明に係る耕耘爪について、図４を参照しながら説明する。
図４（ａ）は、先述したロータリ耕耘機１０の耕耘爪７として適用可能な本発明に係る耕耘爪１０１を示しており、その耕耘爪１０１の側面図を示すものである。
また、図４（ｂ）は、図４（ａ）における耕耘爪１０１を下方向から見た部分底面図を示すものである。
【００３８】
本発明に係る耕耘爪１０１は、図４（ａ）に示す通り、図面向かって横方向に、取付基部１０３、縦刃部１０５、横刃部１０７が順に形成されており、耕耘爪１０１の逆回転の方向である図中矢印Ｂの方向に向けて、緩やかに湾曲させた形状となっている。
【００３９】
さらに、縦刃部１０５及び横刃部１０７は、曲線形状である刃縁部１５０と、刃縁部１５０に対して略等間隔を維持しながら延びる峰縁部１７０とを有し、加えて横刃部１０７は、刃縁部１５０と峰縁部１７０を曲線状に滑らかに結ぶとともに耕耘爪１０１の先端となる凸状の頂部Ｘを有する頭縁部１６０を有している。
【００４０】
本発明に係る耕耘爪は、立ち上げ線Ｐから耕耘爪１０１の爪先に向けて、図面手前に向けて徐々に立ち上げて湾曲させた形状（以下、「立ち上げ形状」という）を有するものであって、図４（ｂ）に示す通り、爪先に向けて略一定の曲率半径ｒで一側方に弯曲して、内側にすくい面１０９を形成しており、このすくい面１０９によって、土を耕耘するとともに土寄せも行うことが可能となっている。
【００４１】
取付基部１０３には、取付孔１０４が長手方向に２箇所施されており、この取付孔１０４に締結部材を挿入して、先に図３にて示した通りに、耕耘爪軸６に装着されることとなる。
【００４２】
そして、耕耘爪１０１は、耕耘爪軸６の中心位置（図中の点Ｏ）を中心として、最大回転半径Ｊを回転の半径として、図中矢印Ａの方向に向けて正回転して、耕耘作業を行うこととなる。
【００４３】
また、図４（ａ）において、二点鎖線で示す耕耘爪１０１の形状は、立ち上げ線Ｐによる立ち上げ形成した耕耘爪（３次元物体）を平面上に展開して２次元的に示した形状（以下、この形状を「仮想展開形状」という）であり、この仮想展開形状は、立上げ形成処理を行う前の耕耘爪材の形状である。
【００４４】
上記仮想展開形状は、本発明に係る耕耘爪における特徴をより理解しやすくするために示すものであり、説明の便宜上、仮想展開形状における各縁部は、刃縁部１５０ａ、峰縁部１７０ａ、頭縁部１６０ａとして示す。ここにおいて、仮想展開形状における刃縁部１５０ａは、後述するように、公知の理想刃縁曲線（排絡曲線）に近似している。
【００４５】
刃縁部１５０は、縦刃部１０５から横刃部１０７に亘って略一定の刃幅を有して形成されており、本実施形態においては片刃としているものの、両刃としてもよく、その場合、角度を異なるものにする構成や、等角とした構成でもよい。
【００４６】
なお、耕耘作業時においては、耕耘爪１０１が図中矢印Ａの方向に向けて正回転することで、縦刃部１０５側の刃縁部１５０から横刃部１０７側の刃縁部１５０にかけて、順に土面へ切り込みが行われることとなり、この耕耘作業を頻繁に行うことで、耕耘爪１０１の幅方向であって、刃縁部１５０から峰縁部１７０に向けて、耕耘爪１０１の摩耗が発生する。
【００４７】
次に、本発明に係る耕耘爪の形状について、図５を参照しながら、より詳細に説明する。
一般的に、耕耘爪は、排絡曲線の排絡角α（耕耘爪の回転径方向と排絡曲線の接線とのなす角）が５７．５度となる位置を縦刃部の先端部とし、取付基部の根元部で６７．５度となるように極座標で求められた理想的な曲線を理想刃縁曲線として設計されるが、本発明に係る耕耘爪においても同様である。すなわち、図５（ａ）に示すように、本発明の耕耘爪１０１も、縦刃部１０５の縦刃縁先端位置Ｖの位置で排絡角が５７．５度、取付基部１０３の根元部（図中ＶＳ）で排絡角（図中δ）が約６７．５度となるような理想的な曲線に近似した形状の刃縁部１５０を有する。
なお、図５（ａ）は、縦刃縁先端位置Ｖが最下位置にあるときの取付状態側面図であるが、以下、この状態での側面図を単に取付状態側面図という。
【００４８】
本発明に係る耕耘爪１０１は、立ち上げ線Ｐに基づいて立ち上げた形状としているのが特徴であり、このように構成することですきこみ作用を向上している。ここで、立ち上げ線Ｐは、縦刃縁先端位置Ｖ（すなわち、取付状態側面図における最下位置）における刃縁部１５０の接線Ｙに対する垂線（中心点Ｏを通る鉛直線Ｚと平行）に対して、角度βをもって傾斜させて設けられている。
この立ち上げ形状は、図５（ｂ）に示すように、立ち上げ線Ｐを立ち上げ開始境界線として、半径ｒの円弧状になるようにして徐々に立ち上げられ、最終的に、立ち上げ角度θ、立ち上げ高さＨＬとなるように形成されている。
【００４９】
本発明に係る耕耘爪１０１における刃先位置は、立ち上げ線Ｐを基準として任意の角度γ傾いた直線Ｕが、刃縁部１５０に接する位置を刃先位置Ｅとして設定している。
【００５０】
刃縁部１５０の反対側には峰縁部１７０が形成されており、刃縁部１５０と峰縁部１７０はほぼ一定の間隔（刃幅）を維持しながら延びている。なお、このことは、二点鎖線で示す仮想展開形状における刃縁部１５０ａと峰縁部１７０ａとの形状関係から、より容易に判る。そして、刃縁部１５０と略等間隔を維持しながら延びる峰縁部１７０とは、複数の円弧を連続して形成した滑らかな曲線形状の頭縁部１６０（仮想展開形状では１６０ａ）により、連続している。この頭縁部１６０は、耕耘爪１０１の逆回転の方向である矢印Ｂの方向に向けて、凸状に形成されている。なお、ここで、刃縁部１５０と頭縁部１６０との結合位置は、通常、前述した刃先位置Ｅとほぼ同じ位置に設定するが、峰縁部１７０と頭縁部１６０との結合位置である峰先端位置Ｔは、諸条件を考慮して適宜決定される。
【００５１】
図５（ａ）に示す通り、本発明に係る耕耘爪１０１は、峰先端位置Ｔにおける曲線状の峰縁部１７０の接線（図中Ｑ）が、取付状態側面図において、略鉛直方向に延びた形状となっている。このように構成することにより、耕耘爪１０１の爪先である頂部Ｘと耕耘爪軸Ｏとの距離が近くなり、爪先における度重なる耕耘作業による摩耗の影響が低減されるようになっている。なお、頂部Ｘの位置と磨耗の影響の関係については後述する。
【００５２】
さらに、本発明に係る耕耘爪においては、図５（ａ）に示すように、凸状に形成された曲線形状の頭縁部１６０の頂部Ｘを有するが、仮想展開形状におけるその頂部Ｘ及び回転中心点Ｏを結ぶ線分（以下「水平ラインＷ」という）は、縦刃縁先端位置Ｖにおける接線Ｙとは互いにほぼ平行な関係を有し、鉛直ラインＺと水平ラインＷとは、互いにほぼ垂直な関係を有するように構成することが好ましい。
【００５３】
また、上記説明において、縦刃部の先端部である縦刃縁先端位置Ｖでの排絡曲線の排絡角α（耕耘爪の回転径方向と排絡曲線の接線とのなす角）が５７．５度を理想としたが、本発明は、必ずしもこの角度に限定されるものではなく、排絡角αは５５度〜６０度の範囲であれば良く、取付基部の根元部（図中ＶＳ）における排絡角も６７．５度に限定されず、若干の角度許容幅を有することは言うまでもない。
【００５４】
次に、本発明に係る耕耘爪１０１を使用した場合における、摩耗の状況について、図６を参照しながら説明する。なお、図６は、説明の便宜上、立ち上げ形状のみを示した図である。
【００５５】
先述した通り、耕耘爪１０１の摩耗は、刃縁部１５０から峰縁部１７０に向けて、耕耘爪１０１の幅方向に逐次減少を引き起こすこととなり、図６に示す摩耗ラインＭ１、Ｍ２、Ｍ３の順に進行することとなる。磨耗が進行するに従い、残存する爪の幅は元の幅Ｗ０の約３／４程度の幅であるＷ１、約半分程度のＷ２、約１／４程度のＷ３というように徐々に減少する。
【００５６】
しかしながら、本発明に係る耕耘爪１０１においては、残存幅が約１／４程度になっても、頭縁部１６０には円弧状の縁部（図中ＷＬ）が形成されており、かつ、その頭縁部１６０の円弧状の縁部と摩耗ラインＭ３との交差する点に形成される角部は、鈍角であって鋭くない。このため、耕耘爪１０１を逆回転させて、爪先等でカバーを叩いて付着した泥土等をふるい落としても、カバーを傷つける恐れが無い。
【００５７】
一般的に、爪幅が元の幅の１５〜２０％程度まで磨耗すると、爪が折損する恐れなどが生ずるため、前記程度になる前に爪は交換されるが、本発明による耕耘爪１０１を使用した場合には、爪が交換されるまで、逆回転による良好な泥落としが継続される。
【００５８】
なお、図中の摩耗ラインＭ１〜Ｍ３は、仮想の曲線として数式等により算出されるものであり、トロコイド曲線に類似するとともに、耕耘爪の摩耗のシミュレーションとして、一般的に用いられているものである。
【００５９】
次に、本発明に係る耕耘爪１０１の形状について、実際の寸法値等を参考に、図７（ａ）及び（ｂ）を参照しながら説明する。
ここで、図７（ａ）にて実線及び二点鎖線で示す耕耘爪１０１は、図４（ａ）及び（ｂ）にて示す耕耘爪１０１と同一のものである。
また、以下に説明する耕耘爪１０１に係る寸法値等は、実験値の一例であり、本発明に係る耕耘爪１０１の形状等の理解のために、参考情報として記載するものである。
【００６０】
先ず、図７（ａ）に示す通り、本発明に係る耕耘爪１０１の刃縁部１５０と、耕耘爪軸６の中心位置（図中の点Ｏ）との距離は２５５ｍｍであり、つまり、耕耘爪１０１の最大回転半径が２５５ｍｍとなっている。
【００６１】
さらに、図７（ｂ）に示す通り、耕耘爪１０１の厚さは７ｍｍであり、爪先に向けて立ち上げを開始する位置として、立ち上げ線Ｐを境に略一定の曲率半径（１２０ｍｍ）にて立ち上げ、最終的に立ち上げた角度（図中の傾斜ラインＺＬ）が６０°とされ、その立ち上げによる爪先の立ち上げの高さは１１５ｍｍとなっている。
【００６２】
なお、その他の寸法値として、図示は省略するものの、縦刃部１０５の先端部である縦刃縁先端位置Ｖにおける排絡角αは５７．５度となっており、立ち上げ線Ｐについては、縦刃縁先端位置Ｖにおける刃縁部１５０の接線方向と垂直な方向から、１９．９度傾斜させた形状となっている。
【００６３】
次に、本発明に係る耕耘爪１０１との比較の対象として、従来の耕耘爪の一例である従来耕耘爪１０２の形状について、実際の寸法値等を参考に、図８（ａ）及び（ｂ）を参照しながら説明する。
【００６４】
ここで、図８（ａ）及び（ｂ）にて実線及び二点鎖線で示す従来耕耘爪１０２は、図７（ａ）及び（ｂ）にて示す本発明に係る耕耘爪１０１に対応して、その形状等を示すものである。
また、以下に説明する従来耕耘爪１０２に係る寸法値等についても、先述した耕耘爪１０１と同じく実験値の一例であり、従来耕耘爪１０２の形状等の理解のために、参考情報として記載するものである。
【００６５】
先ず、図８（ａ）に示す通り、従来耕耘爪１０２の刃縁部１５０と、耕耘爪軸６の中心位置（図中の点Ｏ）との距離は２５５ｍｍであり、従来耕耘爪１０２の最大回転半径が２５５ｍｍとなっており、本発明に係る耕耘爪１０１と同じ寸法となっている。
【００６６】
また、図８（ｂ）に示す通り、従来耕耘爪１０２の厚さは７ｍｍであり、爪先に向けて立ち上げを開始する位置として、立ち上げ線Ｐを境に略一定の曲率半径（１２０ｍｍ）にて徐々に立ち上げ、最終的に立ち上げた角度（図中の傾斜ラインＺＬ）が６０°とされ、その立ち上げによる爪先の立ち上げの高さは１１５ｍｍとなっている点では、本願発明と同一である。
【００６７】
なお、その他の寸法値として、図示は省略するものの、縦刃部１０５の先端部である縦刃縁先端位置Ｖにおける排絡角αは５７．５度となっており、立ち上げ線Ｐについては、縦刃縁先端位置Ｖにおける刃縁部１５０の接線方向と垂直な方向から、１９．９度傾斜させた形状となっている点でも、本願発明と同一である。
【００６８】
次に、本発明に係る耕耘爪１０１及び従来耕耘爪１０２を用いて実際に摩耗が進行した状況について、寸法値等を参考に、図９（ａ）及び（ｂ）を参照しながら説明する。
なお、図９（ａ）及び（ｂ）においては、摩耗の進行状況の説明の便宜上、耕耘爪１０１及び従来耕耘爪１０２の立ち上げ形状を示して、各々説明する。
【００６９】
また、摩耗の進行の状況については、耕耘爪１０１及び従来耕耘爪１０２の一般的な交換時期までの耕耘作業を行い、その実際の寸法値を測定し、参考としている。
この点について、当初の刃縁部１５０の位置から、峰縁部１７０に向けて、摩耗ラインＭ１、Ｍ２、Ｍ３の順に進行し、最も摩耗が進行した位置Ｍ３については、浸食が進行した距離が略３０ｍｍであり、この浸食の進行の距離３０ｍｍについて、一般的な交換時期の判断の基準とするものである。
【００７０】
先ず、図９（ａ）及び（ｂ）に示す通り、耕耘爪１０１及び従来耕耘爪１０２の摩耗は、耕耘爪１０１の幅方向であって、刃縁部１５０から峰縁部１７０に向けて進行することから、図７（ａ）及び図８（ａ）に示す当初の形状において、刃縁部１５０と峰縁部１７０との距離は５０ｍｍであったものが、摩耗が３０ｍｍ進行して、刃縁部１５０と峰縁部１７０との距離が２０ｍｍとなったところがＭ３となる。
【００７１】
ここで、図９（ａ）の本発明に係る耕耘爪１０１については、頭縁部１６０に対する摩耗ラインＭ３の位置は、図中の浸食点２０１となり、この浸食点２０１から峰先端位置Ｔまでの曲線形状（図中ＷＬ）が、従来と比べて多く残る（維持される）ことが確認できる。
【００７２】
ここで、仮に、本発明に係る耕耘爪１０１の摩耗の状況に気付くことなく、交換作業を行うことなく耕耘作業を続けた場合であって、耕耘爪１０１が折れ曲がる寸前にまでなった状況についても、仮摩耗ラインＫＭを想定し、その仮摩耗ラインＫＭと峰縁部１７０との間隔を５ｍｍと想定して説明する。
【００７３】
この場合、頭縁部１６０に対する仮摩耗ラインＫＭの浸食の位置は、図中の浸食点２０２となり、この浸食点２０２から峰先端位置Ｔまでの曲線形状の部分が、従来と比べて多く残る（維持される）ことが確認できる。
【００７４】
以上から、本発明に係る耕耘爪１０１は、実際に耕耘作業を頻繁に行い、一般的な耕耘爪１０１の交換が行われる時期まで摩耗を進行させた場合であっても、爪先の曲線形状を極力残す（維持する）ことができ、仮に、交換時期を過ぎてしまった場合であっても、爪が折れて曲がる寸前までについても爪先の曲線形状が維持されることが確認された。
【００７５】
このため、耕耘作業を頻繁に行った場合であっても、爪が折れて曲がってしまう寸前まで、弾性体カバーに付着した土を除去することを目的として、耕耘爪軸６の逆回転により、弾性体カバーにキズを付けることなく、効果的に土を落とし、除去することができる。
【００７６】
一方、従来耕耘爪１０２については、図９（ｂ）に示す通り、頭縁部１６０に対する摩耗ラインＭ３の浸食の位置は、図中の浸食点３０１となり、この浸食点３０１から峰先端位置Ｔまでの曲線形状の部分（図中ＷＬ）が少なくなってしまうことに加え、浸食点３０１における形状が鋭くなってしまうことが確認できる。
【００７７】
つまり、本発明に係る耕耘爪１０１と従来耕耘爪１０２とについて、耕耘爪の一般的な交換時期（摩耗刃縁からの浸食の距離が３０ｍｍ）までの耕耘作業を行って比較したところ、従来耕耘爪１０２については、爪先における曲線形状が少なくなり、鋭い部分が発生してしまうものの、本発明に係る耕耘爪１０１については、爪先の曲線形状を極力残す（維持する）ことが確認できた。
【００７８】
さらに、本発明に係る耕耘爪１０１においては、当初の刃縁部１５０の位置から峰縁部１７０までの摩耗の進行の距離であって、３０ｍｍの距離分浸食した後、さらに、耕耘作業を行った場合であっても、耕耘爪１０１が折れ曲がってしまう寸前まで、爪先の曲線形状を極力残す（維持する）ことが可能なことが確認できた。
【００７９】
以上から、本発明に係る耕耘爪１０１は、耕耘作業が頻繁に行われ、耕耘爪１０１の摩耗が進行した場合であっても、耕耘爪１０１が折れる寸前まで、爪先の曲線形状を極力残す（維持する）ことができ、そのため、弾性体カバーに付着した土を除去することを目的として、耕耘爪軸６により逆回転が行われた際にも、弾性体カバーにキズを付けることなく、効果的に土を落とし、除去することができる。
【００８０】
また、仮に、交換時期を過ぎてしまい、更に、耕耘作業を継続させてしまった状況においても、爪先の曲線形状を極力残す（維持する）ことができるため、爪が曲がって折れてしまう寸前まで、通常の耕耘作業、及び、耕耘爪軸６の逆回転に伴う土除去作業を行うことができる。
【００８１】
つまり、ユーザは、通常の耕耘作業を想定して耕耘爪１０１の摩耗の状況を確認するだけでよく、爪先の形状を気にすることが無く、耕耘爪軸６の正回転及び逆回転に伴う作業を長期的に行うことができる。
【符号の説明】
【００８２】
１０１ 耕耘爪
１０３ 取付基部
１０５ 縦刃部
１０７ 横刃部
１５０ 刃縁部
１６０ 頭縁部
１７０ 峰縁部
Ｍ 摩耗ライン
Ｊ 最大回転半径
Ｏ 耕耘爪軸の中心点
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正回転及び逆回転を行う耕耘爪軸に取付基部を取り付けられ、当該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湾曲するとともに、前記横刃部が一方側に湾曲した耕耘爪において、
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。
【請求項２】
前記横刃部は、前記耕耘爪の先端となる凸状の頂部を有するとともに前記刃縁部及び前記峰縁部を曲線状に滑らかに結ぶ頭縁部を有することを特徴とする請求項１に記載の耕耘爪。
【請求項１】
正回転及び逆回転を行う耕耘爪軸に取付基部を取り付けられ、当該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湾曲するとともに、前記横刃部が一方側に湾曲した耕耘爪において、
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。
【請求項２】
前記横刃部は、前記耕耘爪の先端となる凸状の頂部を有するとともに前記刃縁部及び前記峰縁部を曲線状に滑らかに結ぶ頭縁部を有することを特徴とする請求項１に記載の耕耘爪。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−５１９１２（Ｐ２０１３−５１９１２Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９１９４０（Ｐ２０１１−１９１９４０）
【出願日】平成２３年９月２日（２０１１．９．２）
【出願人】（３９００１０８３６）小橋工業株式会社 (198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２日（２０１１．９．２）
【出願人】（３９００１０８３６）小橋工業株式会社 (198)
【Ｆターム（参考）】
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