JP2005343304A - 農用車輪 - Google Patents

Abstract

【課題】農用車輪において、ホイル部と弾性輪体との結合に用いる締結手段（ボルトとナットなど）を原因として泥土付着が増えるのを防止し、もって、この泥土付着によって起こる様々な問題を抑制できるようにする。
【解決手段】ホイル部２の外周フランジ部７と、これを取り囲む弾性輪体３の内周フランジ部１３とを重ね合わせて重合部１２を形成させつつこの重合部１２を締結手段１５にて締結するにあたり、外周フランジ部７及び内周フランジ部１３に、互いの対応させて折曲部１６，１７を設け、重合部１２内に、機体車軸４の軸方向に沿った軸方向接合界面を有する噛み合い部１８を形成させた。
【選択図】図１

Description

本発明は、農用車輪に関するものである。

田植機などの農業機械において装着される農用車輪として、機体車軸へ装着用のホイル部と、このホイル部の径方向外方を取り囲んで円環形状（リング状）に設けられる弾性輪体とを有したものが知られている（例えば、特許文献１等参照）。
弾性輪体はそれの円環形状に合わせて形成された輪体芯部をベースにこの外周部に沿って弾性材料製のタイヤ部が設けられたもので、輪体芯部には内周側へ向けて張り出す内周フランジ部が設けられている。これに対し、ホイル部には円形や三角形等を呈するディスクタイプやスポークタイプなど、種々様々なものがあるが、いずれもその外周部には、弾性輪体の内周フランジ部に重ね合わす外周フランジ部が設けられている。

従って、弾性輪体の内周フランジ部とホイル部の外周フランジ部とを重ね合わせ、この重合部にボルトを突き刺し、このボルトの突き出た先へナットを螺合させることでホイル部と弾性輪体とを結合させている。内周フランジ部や外周フランジ部は、機体車軸の軸方向に直交する面（径方向に沿った面）に平行な扁平板状であるのが普通であったため、これら両フランジ部の重合部へ突き刺したボルトは機体車軸の軸方向に平行になる。
そのため、この農用車輪を機体車軸へ装着したときに生じる接地荷重は上記ボルトに対してその軸方向（機体車軸の軸方向に同じ）に垂直な剪断力として作用する。それ故、機体側において総車重を増大させるような仕様変更があってその接地荷重が増大するときには、ボルトを太いものに変更する必要がある。
特開２００１−３０７０１号公報

弾性輪体の内周フランジ部とホイル部の外周フランジ部との重合部に突き刺すボルト（ホイル部と弾性輪体との結合に用いるボルト）に太いものを用いると、このボルトのボルト頭部や、このボルトに螺合させるナットもそれぞれ外径や高さ（厚さ）が大きくなるため、内周フランジ部や外周フランジ部に対するボルト頭部やナットの出っ張り量も大きくなる。
そのため、これらボルト頭部やナットには泥土が付着しやすくなって車輪回転中の泥土落下が起こり易くなり、圃場走行中であれば植え付けた苗の泥かぶりや折れ、倒れに繋がり、舗装路走行中であれば道路の汚染などに繋がるといった種々の問題を招来していた。

また、ボルトとナットとの螺合界面やナットから突き出たボルト端（雄ねじ部分）が錆びて、ボルトとナットとの螺合を緩めることができなくなるといった問題も起こり易くなっていた。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、ホイル部と弾性輪体との結合に用いる締結手段（ボルトとナットなど）を原因として泥土付着が増えるのを防止し、もって、この泥土付着によって起こる様々な問題を抑制できるようにした農用車輪を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は次の手段を講じた。
即ち、本発明に係る農用車輪は、機体車軸へ装着用のホイル部と、このホイル部の径方向外方を取り囲んで円環形状に設けられる弾性輪体とを有したものであって、ホイル部には外周側へ張り出す外周フランジ部が設けられていると共に、弾性輪体には内周側へ張り出す内周フランジ部が設けられている。またこれら両フランジ部の重ね合わせで形成される重合部が締結手段（ボルトとナットなど）によって貫通状態で締結される。
そして、ホイル部の外周フランジ部には、弾性輪体の内周フランジ部との間で重合部を形成させる部分に折曲部が設けられている。またこれに対して弾性輪体の内周フランジ部にも、ホイル部の外周フランジ部との間で重合部を形成させる部分に折曲部が設けられている。

これら外周フランジ部に設けられる折曲部と内周フランジ部に設けられる折曲部とは、互いに対応する位置付けとされており、外周フランジ部と内周フランジ部とが重ね合わされて重合部を形成させるときには、この重合部内に、機体車軸の軸方向に沿った軸方向接合界面及び径方向に沿った径方向接合界面の双方を有した噛み合い部、又は軸方向接合界面だけを有した突き合わせ部を形成させる。
このような構成であると、外周フランジ部と内周フランジ部とで重合部が形成されるときには、この重合部内の噛み合い部又は突き合わせ部に含まれる軸方向接合界面により、接地荷重の一部が分担されるようになるので、その分、締結手段が負担する接地荷重は軽減される。

従って、機体側において総車重を増大させるような仕様変更があってその接地荷重が増大するときであっても、この締結手段として、いちいちボルトを太いものに変更する等といった対策は必要なくなる。このことから、締結手段を原因として泥土付着が増えるといったことは防止でき、もって、この泥土付着によって起こる様々な問題を抑制することができる。
なお、上記重合部内に設ける締結手段は、重合部内に噛み合い部を形成させる場合では、径方向接合界面を機体車軸の軸方向に沿った方向で貫通させるようにするのがよく、また重合部内に突き合わせ部を形成させる場合では、軸方向接合界面を機体車軸の径方向に沿った方向で貫通させるようにするのがよい。

重合部内に噛み合わせ部を形成させる場合にあって、ホイル部の外周フランジ部又は弾性輪体の内周フランジ部の少なくとも一方に対し、重合部内に含まれる径方向接合界面を弾性輪体の幅方向中心に対して機体車軸の軸方向で位置ズレさせる腰折れ部を設けておくと、この腰折れ部でも接地荷重の一部分担が期待でき、好適な対応である。
重合部内に突き合わせ部を形成させる場合にあって、この突き合わせ部は、ホイル部の外周フランジ部及び弾性輪体の内周フランジ部から最初に折曲される第１折曲部と、この第１折曲部に続いて更に径方向内方又は径方向外方へ折曲される第２折曲部とを有したものとすることもできる。この場合、第２折曲領域に対して上記締結手段の貫通部を設けるようにすればよい。

重合部内に含まれる軸方向接合界面が機体車軸の軸方向に対して成す角度は、０°〜６０°とするのが好適である。６０°を超えると接地荷重の分担を十分に期待できない。
弾性輪体は、それの円環形状に合わせて形成された輪体芯部をベースにこの外周部に沿って弾性材料製のタイヤ部が設けられ、輪体芯部の内周部が内周フランジ部として形成されたものとすればよい。この場合、内周フランジ部によって形成される重合部は、上記タイヤ部の近傍（要するに、農用車輪として可及的に径方向外方寄りとなる位置）に形成させるのが好適である。

締結手段はボルトとこのボルトに螺合するナットとを有したものとすればよく、この場合、ナットは袋ナットとするのが好適である。このようにすることで、ボルトとナットとの螺合界面やナットから突き出たボルト端（雄ねじ部分）が錆びるのを防止でき、ボルトとナットとの螺合を緩めることができなくなるといった問題を防止できる。

本発明に係る農用車輪は、ホイル部と弾性輪体との結合に用いる締結手段（ボルトとナットなど）を原因として泥土付着が増えるのを防止することができるので、この泥土付着によって起こる様々な問題を抑制できるようになる。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
図１及び図２は、本発明に係る農用車輪１の第１実施形態を示している。この第１実施形態の農用車輪１はホイル部２とそのまわりに設けられた弾性輪体３とを有している。
ホイル部２は、田植機などの農業機械の機体車軸４に対してこの農用車輪１を装着するための部分であって、その中心部には機体車軸４との連結用ボルト５を挿通可能にした部分が設けられている。本第１実施形態においてホイル部２は円盤形のディスクとしてあり、板材をプレス成形することによって形成されている。従ってこのホイル部２の外周部は機体車軸４の軸心を中心とした同心円の円環形状となっており、この外周部で外周フランジ部７が形成されている。

弾性輪体３は、ホイル部２の外フランジ部７を取り囲んで円環形状（リング形）に形成されている。この弾性輪体３は、その円環形状に合わせて形成された金属製の輪体芯部１０をベースに、この輪体芯部１０の外周部に沿ってタイヤ部１１が設けられたものである。タイヤ部１１はゴムなどの弾性材料によって形成されたもので、例えば輪体芯部１０に対して焼き付けにより中実状態で被着されている。
輪体芯部１０は、タイヤ部１１内に隠れる埋設部１０ａと、タイヤ部１１の径方向内方へ張り出す露出部１０ｂとを有しており、この露出部１０ｂにおける内周寄りの領域が、ホイル部２の外周フランジ部７との重ね合わせで重合部１２を形成させる内周フランジ部１３として形成されている。なお、図例の埋設部１０ａは、輪体芯部１０の形成素材を断面「つ」字状に折曲形成させたものとしてあるが、例えば丸パイプや角パイプを用いてタイヤ部１１に対応したリング形に形成させ、露出部１０ｂと溶接させたようなものでもよい。

これらホイル部２の外周フランジ部７と弾性輪体３の内周フランジ部１３とを重ね合わせてできる重合部１２は、弾性輪体３とホイル部２とを結合するに際して締結手段１５を貫通させ、締結するための部分である。
ホイル部２の外周フランジ部７には、弾性輪体３の内周フランジ部１３との間で重合部１２を形成させる領域内に、鉤型に折れ曲がった折曲部１６が設けられている。またこれに対して弾性輪体３の内周フランジ部１３にも、ホイル部２の外周フランジ部７との間で
重合部１２を形成させる領域内に、鉤型に折れ曲がった折曲部１７が設けられている。

これら外周フランジ部７に設けられる折曲部１６と内周フランジ部１３に設けられる折曲部１７とは、互いに対応する位置付けとされており、また機体車軸４の軸方向で互いに逆向きに折れ曲がる関係となっている。
従って外周フランジ部７と内周フランジ部１３との重ね合わせで重合部１２が形成されるときには、この重合部１２内に折曲部１６，１７による噛み合い部１８が形成される。この噛み合い部１８には、機体車軸４の軸方向に沿った軸方向接合界面と、機体車軸４の径方向に沿った径方向接合界面とが含まれていることになる。

本第１実施形態では、軸方向接合界面を境とおくとその径方向内方側に径方向接合界面が位置付けられるようになっており、この径方向接合界面に対して締結手段１５の貫通部が設けられている。すなわち、この締結手段１５は、軸方向接合界面よりも径方向内方側であって、且つこの近傍に位置付けられたものとなっている。
この締結手段１５には、ボルト２３とナット２４とによるボルト止めを行うものを例示してある。そのためホイル部２の外周フランジ部７及び弾性輪体３の内周フランジ部１３のうち、重合部１２を形成させる領域内での周方向複数箇所に、ボルト２３用の挿通孔が互いに合致する位置付けで設けられる。

本第１実施形態では、更に、ホイル部２の外周フランジ部７に対して腰折れ部２０が設けられており、この腰折れ部２０の内側に弾性輪体３の内周フランジ部１３が納まるようになっている。そのため、これら外周フランジ部７と内周フランジ部１３とを重ね合わせて形成される重合部１２において、そのなかに含まれる径方向接合界面（図２中のＲ位置）は、弾性輪体３の幅方向中心（図２中のＰ位置）に対して機体車軸４の軸方向で位置ズレするようになる。
なお、締結手段１５のナット２４は、弾性輪体３側又はホイル部２側のいずれか一方に溶接で固定しておいてもよいし、弾性輪体３側又はホイル部２側のいずれか一方に対して直接に雌ねじ孔を設けることで省略してもよい。またこの締結手段１５はリベットによりリベット止めを行うものとしてもよいし、場合によっては溶接止めを行うものとしてもよい。

図例においてタイヤ部１１の外周面には適宜ラグパターンが設けられ、また内周面側は、その幅方向中心部を頂部として断面山形に突き出した形状となったものとしてあるが、このようなタイヤ部１１に関する細部構造や形状などは適宜変更可能である。
このような構成とされた本発明の農用車輪１は、ホイル部２の外周フランジ部７と弾性輪体３の内周フランジ部１３とを重ね合わせて重合部１２を形成させ、この重合部１２内に軸方向接合界面及び径方向接合界面を含んだ噛み合わせ部１８が形成されるようにさせたうえで、この噛み合わせ部１８の径方向接合界面に相当する部位を締結手段１５によりしっかりと締結して組み立てる。

この農用車輪１を農業機械の機体車軸４へ装着させた場合、この農用車輪１に作用する接地荷重は、重合部１２内の噛み合い部１８において、径方向接合界面に沿って締結手段１５のボルト２３の軸方向を直交する剪断力となるが、この噛み合い部１８に含まれる軸方向接合界面では接地荷重の一部が分担されていることから、ボルト２３に対して全ての剪断力が集中するということが無くなる。そのため締結手段１５において折損や破断等は起こりにくくなる。
しかも、ホイル部２の外周フランジ部７に腰折れ部２０が設けられていることから、この腰折れ部２０でも接地荷重の一部が分担され、ボルト２３に作用する剪断力自体、緩和されたものとなっている。またホイル部２が板材によって形成されている場合には、この板材の僅かな撓みとして接地荷重の吸収が可能となる。このようなことから、接地荷重の応力分散（ボルト２３に対する剪断力の分散）が期待できるものである。

これらのことから、農業機械の機体側において総車重を変えるような仕様変更があったとしても、わざわざ締結手段１５のボルト２３として太いものに交換するといった対策は必要なくなる。そのため、ボルト２３のボルト頭部やナット２４において、それらの外径や高さ（厚さ）が殊更大きくなるといったことを回避でき、それらの出っ張り量も制限できるので、これらボルト２３のボルト頭部やナット２４に対する泥土付着が増えるのを防止できる。
結果、車輪回転中の泥土落下も抑制でき、圃場走行中であれば植え付けた苗の泥かぶりや折れ、倒れを防止でき、また舗装路走行中であれば道路の汚染などを防止できるといった具合に、泥土付着によって起こる様々な問題を抑制することができる。

図３及び図４は本発明に係る農用車輪１の第２実施形態を示している。この第２実施形態の農用車輪１が上記した第１実施形態と最も異なるところは、ホイル部２を強度アップのため立体的に湾曲した断面形状に形成していることに伴って、重合部１２内に形成させる噛み合わせ部１８において軸方向接合界面を幅広に確保させている点にある。これによりこの軸方向接合界面の接触面積が拡大され、それだけ接地荷重の分担率が増えるという利点がある。
なお、ホイル部２の外周フランジ部７に設けた折曲部１６や、弾性輪体３の内周フランジ部１３に設けた折曲部１７は、それぞれ、第１実施形態の場合とは折り曲げ方向を逆にしてある。

また噛み合わせ部１８を利用して、締結手段１５におけるボルト２３のボルト頭部を回り止めさせる構造にしてある。その他の構成や作用効果については第１実施形態と略同様である。
図５は本発明に係る農用車輪１の第３実施形態を示している。この第３実施形態の農用車輪１が上記した第１実施形態と最も異なるところは、重合部１２内の噛み合わせ部１８において、軸方向接合界面を境とおくとその径方向外方側に径方向接合界面が位置付けられるようにしている点にある。この径方向接合界面に対して締結手段１５の貫通部が設けられている。すなわち、この締結手段１５は、軸方向接合界面よりも径方向外方側であって、且つこの近傍に位置付けられたものとなっている。

またこの締結手段１５において、ナット２４には袋ナットを用いている。そのため、ボルト２３とナット２４との螺合界面やナット２４から突き出たボルト端（雄ねじ部分）が錆びて、ボルトとナットとの螺合を緩めることができなくなるといった問題を防止できるものとなっている。その他の構成や作用効果については第１実施形態等と略同様である。
図６は本発明に係る農用車輪１の第４実施形態を示している。この第４実施形態の農用車輪１は、重合部１２内の噛み合わせ部１８において、軸方向接合界面に対して締結手段１５の貫通部が設けられている。なお、この軸方向接合界面を境とおくとその径方向外方側に径方向接合界面が位置付けられている。

図７は本発明に係る農用車輪１の第５実施形態を示している。この第５実施形態の農用車輪１は、上記した第２実施形態（図４）に対する変形例的なものであって、重合部１２内の噛み合わせ部１８において、その軸方向接合界面を機体車軸４の軸方向に対して図７中にθで示す所定の角度範囲で傾斜させたものである。この傾斜角度θは０〜６０°が好適とされている。
またこの軸方向接合界面には補強用リブ２５を設けてある。この補強用リブ２５のため、軸方向接合界面は面接触ではなく、線接触状又は点接触状になっているが、補強用リブ２５のリブ突出量が小さいのでこの点に関しての問題は生じない。

図８は本発明に係る農用車輪１の第６実施形態を示している。この第６実施形態の農用車輪１では、重合部１２内に機体車軸４の軸方向に沿った軸方向接合界面だけが設けられ、径方向接合界面は含まないかたちとなっている。これによって突き合わせ部３０が形成されたものとなっている。
このような重合部１２に対し、この軸方向接合界面を機体車軸４の径方向に沿った向きで締結手段１５が貫通して設けられている。
図９は本発明に係る農用車輪１の第７実施形態を示している。この第７実施形態の農用車輪１は、上記した第６実施形態（図８）の変形例的なものであって、重合部１２内の突き合わせ部３０が第１折曲部３２と第２折曲部３３とを有したものとなっている。

第１折曲部３２は、ホイル部２の外周フランジ部７と弾性輪体３の内周フランジ部１３とから最初に折曲される位置付けであり、第２折曲部３３は、この第１折曲部３２に続いて更に径方向内方又は径方向外方（図例では径方向内方）へ折曲される位置付けである。そして、このうち第２折曲部３３に対して、締結手段１５が貫通して設けられている。
ところで、本発明は、上記した各実施形態に限定されるものではなく、実施の形態に応じて適宜変更可能である。
例えば、ホイル部２は円形のディスクタイプとする以外にも三角形や四角形などのディスクタイプとしてもよいし、更にはスポークタイプ等としてもよい。また弾性輪体３では、タイヤ部１１を中空構造にして空気入りタイヤとさせるようなことも可能である。

本発明に係る農用車輪の第１実施形態を示した側断面図である。 図１の要部拡大図である。 本発明に係る農用車輪の第２実施形態を示した側断面図である。 図３の要部拡大図である。 本発明に係る農用車輪の第３実施形態を示した要部拡大図（図３と同じ視角で描いた図）である。 本発明に係る農用車輪の第４実施形態を示した要部拡大図（図３と同じ視角で描いた図）である。 本発明に係る農用車輪の第５実施形態を示した要部拡大図（図３と同じ視角で描いた図）である。 本発明に係る農用車輪の第６実施形態を示した要部拡大図（図３と同じ視角で描いた図）である。 本発明に係る農用車輪の第７実施形態を示した要部拡大図（図３と同じ視角で描いた図）である。

符号の説明

１ 農用車輪
２ ホイル部
３ 弾性輪体
４ 機体車軸
７ 外周フランジ部
１０ 輪体芯部
１１ タイヤ部
１２ 重合部
１３ 内周フランジ部
１５ 締結手段
２０ 腰折れ部
３０ 突き合わせ部
３２ 第１折曲部
３３ 第２折曲部

Claims (9)

1. 機体車軸（４）へ装着用のホイル部（２）と、このホイル部（２）の径方向外方を取り囲んで円環形状に設けられる弾性輪体（３）とを有し、ホイル部（２）には外周側へ張り出す外周フランジ部（７）が設けられていると共に弾性輪体（３）には内周側へ張り出す内周フランジ部（１３）が設けられており、これら両フランジ部（７，１３）の重ね合わせで形成される重合部（１２）が締結手段（１５）によって貫通状態で締結される農用車輪において、上記ホイル部（２）の外周フランジ部（７）及び弾性輪体（３）の内周フランジ部（１３）には互いに対応する位置付けで折曲部（１６，１７）が設けられることにより、上記重合部（１２）内に対して機体車軸（４）の軸方向に沿った軸方向接合界面及び径方向に沿った径方向接合界面を有する噛み合い部（１８）が形成されていることを特徴とする農用車輪。
2. 前記重合部（１２）内に含まれる軸方向接合界面を境とした径方向内方又は径方向外方の近傍に、この重合部（１２）内に含まれる径方向接合界面を機体車軸（４）の軸方向に貫通して締結手段（１５）が設けられていることを特徴とする請求項１記載の農用車輪。
3. 前記ホイル部（２）の外周フランジ部（７）又は弾性輪体（３）の内周フランジ部（１３）の少なくとも一方には、重合部（１２）内に含まれる径方向接合界面を弾性輪体（３）の幅方向中心に対して機体車軸（４）の軸方向で位置ズレさせる腰折れ部（２０）が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の農用車輪。
4. 機体車軸（４）へ装着用のホイル部（２）と、このホイル部（２）の径方向外方を取り囲んで円環形状に設けられる弾性輪体（３）とを有し、ホイル部（２）には外周側へ張り出す外周フランジ部（７）が設けられていると共に弾性輪体（３）には内周側へ張り出す内周フランジ部（１３）が設けられており、これら両フランジ部（７，１３）の重ね合わせで形成される重合部（１２）が締結手段（１５）によって貫通状態で締結される農用車輪において、上記ホイル部（２）の外周フランジ部（７）及び弾性輪体（３）の内周フランジ部（１３）には互いに対応する位置付けで折曲部（１６，１７）が設けられることにより、上記重合部（１２）内に対して機体車軸（４）の軸方向に沿った軸方向接合界面を有する突き合わせ部（３０）が形成されていることを特徴とする農用車輪。
5. 前記重合部（１２）内に含まれる軸方向接合界面に、機体車軸（４）の軸方向に貫通して締結手段（１５）が設けられていることを特徴とする請求項４記載の農用車輪。
6. 前記重合部（１２）内の突き合わせ部（３０）は、ホイル部（２）の外周フランジ部（７）及び弾性輪体（３）の内周フランジ部（１３）から最初に折曲される第１折曲部（３２）と、この第１折曲部（３２）に続いて更に径方向内方又は径方向外方へ折曲される第２折曲部（３３）とを有しており、このうち第２折曲部（３３）に対して上記締結手段（１５）の貫通部が設けられていることを特徴とする請求項４又は請求項５記載の農用車輪。
7. 前記重合部（１２）内に含まれる軸方向接合界面が機体車軸（４）の軸方向に対して成す角度（θ）は０°〜６０°であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の農用車輪。
8. 前記弾性輪体（３）は、それの円環形状に合わせて形成された輪体芯部（１０）をベースにこの外周部に沿って弾性材料製のタイヤ部（１１）が設けられ、輪体芯部（１０）の内周部が内周フランジ部（１３）として形成されたものであって、この内周フランジ部（１３）のうち重合部（１２）に供される部分が上記タイヤ部（１１）の近傍に形成されて
   いることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の農用車輪。
9. 前記締結手段（１５）はボルト（２３）とこのボルト（２３）に螺合するナット（２４）とを有しており、ナット（２４）が袋ナットとされていることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の農用車輪。

Images