JP2011089285A - プラウ用エッジ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、第１部材と第２部材とが剥離することがなく、かつ強度および外観に優れるとともに生産効率にも優れたプラウ用エッジを提供することにある。
【解決手段】本発明のプラウ用エッジは、第１部材と１または２以上の第２部材とからなり、該第２部材を該第１部材で覆うことにより、その表面が該第１部材のみで構成されることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、除雪車等のプラウの接地側先端部に取り付けられて使用されるプラウ用エッジに関する。

図４は、一般的な除雪車３０のプラウ２０を示すものであり、プラウ２０の接地側先端部にはプラウ用エッジ１０が取り付けられている。このプラウ用エッジ１０は、ポリウレタン等の硬質ゴムにより構成され、金属製の重いプラウ２０が直接路面に接することにより、路面を損傷したり、粉塵が発生することを防止している。

しかし、このようなプラウ用エッジ１０は、除雪作業等に繰り返し使用すると摩耗したり、劣化するという問題があった。このため、プラウ用エッジは、ある程度の使用期間を経ると交換する必要があるが、その交換の都度、新製品と取り替えては経済的に不利であるばかりか、地球環境的にも好ましくなかった。

そこで、一度使用したプラウ用エッジ１０をリサイクルする取り組みが行なわれている。たとえば特許文献１および特許文献２では、図５に示すようなプラウ用エッジ１０が提案されており、プラウ用エッジとして一度使用して廃材（すなわち摩耗せずに残存した部分）となった第２部材２と、新たに合成してなる第１部材１とを、プラウ用エッジの高さのほぼ中間点付近にその接合面がくるようにして両者を接合して用いることが提案されている。

また、図６に示すようなプラウ用エッジ１０も知られており、これはプラウ用エッジとして一度使用して廃材（すなわち摩耗せずに残存した部分）となった第２部材２を、長手方向に対する垂直方向にカットし、そのカットした部分の長さがプラウ用エッジの高さと一致するように調整した後、これと新たに合成してなる第１部材１とを接合した構造となっている。

特開昭６１−１２２３１６号公報 特開２００９−０３５９４３号公報

図５に示すようなプラウ用エッジ１０は、第１部材１と第２部材２との接合面積が小さいため、除雪作業等の使用中に両者がその接合部分において剥離してしまうという不都合があった。また、図６に示すようなプラウ用エッジ１０では、第２部材のカットに手間がかかるため、生産効率に劣るものであった。

また、図５に示したプラウ用エッジ１０と図６に示したプラウ用エッジ１０とに共通して、一度使用して廃材となった第２部材２が表面に露出しているため、外観が劣るばかりではなく、その部分の強度が劣り、早期摩耗や割れ等の原因となっていた。さらに、第１部材１と第２部材２とを接合した箇所に発生する所謂バリを除去する必要があり、生産効率を低下させていた。さらにまた、これらのプラウ用エッジにおいては、第１部材と第２部材との接合を強化するために、主として第２部材の表面に複雑な凹凸形状を形成させる必要があり、生産効率をさらに低下させる要因となっていた。

本発明は、上記のような従来技術に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、第１部材と第２部材とが剥離することがなく、かつ強度および外観に優れるとともに生産効率にも優れたプラウ用エッジを提供することにある。

本発明のプラウ用エッジは、第１部材と１または２以上の第２部材とからなり、該第２部材を該第１部材で覆うことにより、その表面が該第１部材のみで構成されることを特徴とする。

ここで、上記プラウ用エッジは、上記第１部材を鞘部とし、上記第２部材を芯部とする芯鞘型の構造を有することが好ましく、上記第１部材は、新たに合成してなる素材により構成され、上記第２部材は、プラウ用エッジとして一度以上使用した廃材であることが好ましい。また、上記第１部材と上記第２部材は、ともにポリウレタンであることが好ましい。

本発明のプラウ用エッジは、第１部材と第２部材とが剥離することがなく、かつ強度および外観に優れるとともに生産効率にも優れたものである。

本発明のプラウ用エッジの斜視図である。 本発明のプラウ用エッジの断面図である。 図２とは異なった態様の本発明のプラウ用エッジの断面図である。 プラウを備えた除雪車の模式図である。 従来技術のプラウ用エッジの斜視図である。 図５とは異なった態様の従来技術のプラウ用エッジの斜視図である。

以下、本発明についてさらに詳細に説明する。なお、以下の実施の形態の説明では、図面を用いて説明しているが、本発明の図面において同一の参照符号を付したものは、同一部分または相当部分を示している。

＜プラウ用エッジ＞
本発明のプラウ用エッジは、第１部材と１または２以上の第２部材とからなり、該第２部材を該第１部材で覆うことにより、その表面が第１部材のみで構成されることを特徴とする。

このようなプラウ用エッジ１０は、たとえば図４に示したように除雪車３０のプラウ２０の接地側先端部に取り付けられるものであるが、その対象は除雪車のみに限られるものではなく、所謂プラウを有する限り、たとえばブルドーザー、ユンボ、農耕機、道路清掃作業車、特殊作業車等、広範囲の用途に適用することができる。

また、図１に示したようにこのようなプラウ用エッジ１０は、たとえば芯鞘型の薄板状の形状を有することができ、上記第１部材を鞘部とし、上記第２部材を芯部とする芯鞘型の構造を有することが好ましい。この場合、芯部に相当する薄板状（または棒状）の第２部材２を覆うようにして鞘部に相当する薄板状の第１部材が配置され、その結果表面（たとえばプラウ用エッジが直方体の場合は六個の表面全て）が第１部材１のみで構成されたものとなる。

図２は、図１の断面図に相当するが、このような芯部に相当する第２部材２は、図１および図２に示されるようにプラウ用エッジ１０中に１枚（１本）のみ存在する場合だけに限られることはなく、たとえば図３に示したように２枚（２本）あるいはそれ以上配置されていてもよい。また、図示していないが、このような第２部材は、長さ方向に２以上のものに分離された状態で、第１部材により覆ったものとすることもできる。本発明において、この第２部材を「１または２以上の第２部材」と規定している理由も、上記のような各態様が含まれることを意味している。

本発明のプラウ用エッジ１０は、該第２部材を該第１部材で覆うことにより、その表面が該第１部材のみで構成されることにより、第１部材と第２部材とが剥離することがなく、かつ強度および外観に優れたものとなる。しかも、従来技術のように第１部材と第２部材との接合面に発生するバリを除去する必要がなく、さらに第２部材の表面に対して複雑な凹凸形状を施す必要もないことから生産効率にも優れたものである。ただし、第２部材の表面に凹凸形状が施されていても本発明の範囲を逸脱するものではない。

なお、このようなプラウ用エッジの外形寸法は、特に限定されるものではないが、一般的には、高さ２００〜４００ｍｍ、長さ５００〜２２５０ｍｍ、厚み３０〜４０ｍｍであり、第２部材の形状は、高さ７０〜１００ｍｍ、長さ４８０〜２２００ｍｍ、厚み２０〜３０ｍｍであることが好ましい。このように、本発明のプラウ用エッジは、第１部材と第２部材とにより芯鞘型の構造を有することが好ましい。

なお、第２部材２で構成される芯部の配置は、強度等を考慮すると図１や図２で示されるように高さ方向の中間点よりやや上方（接地側とは逆の方向）とすることが好ましい。しかし、これのみに限られることはなく、ほぼ中間点に配置されていてもよいし、あるいは下方側（接地側）に配置されていてもよい。また、第１部材により構成される部分中、第１部材の厚みが最も薄くなる部分の厚みは、第２部材が表面に露出しない限り特に限定されるものではないが、通常１〜５ｍｍとすれば十分である。

このような本発明のプラウ用エッジは、９０〜９８°、より好ましくは９２〜９６°の硬さ（ＪＩＳ−Ａ）を有していることが好ましい。この硬さが９０°未満では、強度が劣る場合があり、９８°を超えると、硬くなりすぎ、路面（アスファルト）と接触した際、プラウエッジの表面にカケ、ワレが発生する場合がある。

なお、本発明のプラウ用エッジは、プラウに取り付けるための貫通孔やホックが形成されていてもよい。この場合、貫通孔の内部や、ホックの部分は、プラウ用エッジの表面には含まれないものとする。したがって、貫通孔の内部や、ホックの一部において第１部材が表面を構成しない部分が含まれていたとしても、本発明の範囲を逸脱するものではない。

＜第１部材＞
本発明で用いる第１部材は、硬質ゴム等からなり後述の第２部材に比し強度に優れた素材で構成することが好ましく、特に好ましくは新たに合成してなる素材により構成されることが好適である。ここで、新たに合成してなる素材とは、本発明のプラウ用エッジを製造する際にモノマーやプレポリマーを重合することによって生成される素材を意味し、後述の第２部材として使用されるような、プラウ用エッジとして一度以上使用した廃材とは区別されるものである。

このような第１部材としては、適度な硬さと強度とを有した弾性体であることが好ましく、優れた耐摩耗性を有していることがより好ましい。

このような第１部材は、上記のような特性を備える限り、特に化学組成は限定されず、従来公知の合成樹脂弾性体（熱可塑性エラストマーを含む）を採用することができる。たとえば、スチレン系、オレフィン系、塩化ビニル系、ウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、フッ素系、合成ゴム系、エポキシ系等のものを挙げることができる。中でも、ウレタン系の合成樹脂弾性体であるポリウレタンを採用することが特に好ましい。

このようなポリウレタンとしては、ポリオールとポリイソシアネートとを重合して得られるウレタンプレポリマーに対して、アミン系またはグリコール、トリオール等のヒドロキシ系の硬化剤を反応させることを特徴とする所謂プレポリマー法により製造されるものや、ポリオール、ポリイソシアネート、および硬化剤を同時に反応させることを特徴とする所謂ワンショット法により製造されるもの等を挙げることができる。

ここで、上記ポリオールとしては、特に限定されず、たとえばポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のポリエーテル系ポリオール、ポリエチレンアジペートエステルポリオール、ポリブチレンアジペートエステルポリオール、エチレン−ブチレン共重合体エステルポリオール、ポリカプロラクトンエステルポリオール等のポリエステル系ポリオール等を挙げることができ、これら以外にもたとえばポリカーボネートポリオール、ポリブタジエンポリオール等を挙げることができる。

また、上記ポリイソシアネートの具体例としては、２，４−トリレンジイソシアネート（２，４−ＴＤＩ）、２，６−トリレンジイソシアネート（２，６−ＴＤＩ）、２，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（２，４’−ＭＤＩ）、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（４，４’−ＭＤＩ）、１，５−ナフタリンジイソシアネート（ＮＤＩ）、トリジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、パラフェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、水添ＭＤＩ（Ｈ₁₂ＭＤＩ）、カルボジイミド変性ＭＤＩ等を挙げることができる。

また、上記硬化剤の具体例としては、アミン系硬化剤としてエチレンジアミン、２，４−トルエンジアミン、２，６−トルエンジアミン、４，４’−ジフェニルメタンジアミン、３，３’−ジクロロ−４，４’−ジアミノジフェニルメタン（ＭＯＣＡ）等、ヒドロキシ系硬化剤として、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン等を挙げることができる。

＜第２部材＞
本発明で用いる第２部材は、その強度が上記の第１部材に比し劣っていてもよく、経済性や地球環境を考慮した場合、プラウ用エッジとして一度以上使用した廃材を用いることが好ましい。このような廃材としては、たとえばプラウ用エッジとして一度以上使用され、摩耗せずに残存した残存部分を挙げることができる。通常、このような廃材を適切な形状（たとえば上記で説明した芯部となる形状）となるようにカットしたものをそのまま第２部材として用いることができる。

このような第２部材としては、硬さが９０〜９８°（ＪＩＳ−Ａ）であり、弾性を有しているものであれば通常は十分である。

このような第２部材は、特に化学組成は限定されず、上記の第１部材と同種のものを用いることができる。しかし、特に好ましくは、第２部材としてもポリウレタンを用い、第１部材と第２部材の両者をポリウレタンで構成することが好適である。

なお、このような第２部材は、プラウ用エッジ全体に対して２０質量％以上８０質量％以下、より好ましくは２５質量％以上６０質量％以下の割合で含有されることが好適である。これにより、経済性と強度とを両立させることができるからである。

＜製造方法＞
本発明のプラウ用エッジは、たとえば次のようにして製造することができる。

まず、第２部材として上記のような廃材を所定寸法に切断加工する。次いで、この第２部材を金型内の所定位置にセットする。この場合、たとえば第２部材の位置決め用のピン（突起部）を金型内の数箇所に予め埋め込み、そのピンの上に第２部材を載せることにより、第２部材と金型との間に空隙を作り、その空隙に第１部材を注入するようにする。

一方、第１部材としては、原料を調製する。そして、上記のように第２部材を所定位置にセットした金型をオーブンにより５０〜２００℃に加熱し、その加熱された金型に対して当該原料を注入する。

引き続き、該金型を５０〜２００℃の温度で５〜１２０分間程度加熱することにより、当該原料を重合させることによって、第２部材を覆うようにして第１部材を生成させる。

その後、このようにして第１部材で第２部材を覆ったプラウ用エッジの前駆体を金型から取り出す。引き続き、この前駆体をオーブン中で５０〜２００℃の温度で１〜２４時間加熱した後、常温、常湿下において、冷却することにより熟成させる。次いで、所定寸法に切断加工することにより、本発明のプラウ用エッジを得ることができる。

以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

＜実施例１＞
まず、プラウ用エッジとして使用した後、摩耗せずに残存している部分（廃材）を高さ８０ｍｍ、長さ８３０ｍｍ、厚み２０ｍｍとなるように切断加工することにより、第２部材（硬さ（ＪＩＳ−Ａ）＝９２°）を準備した。なお、この第２部材をフーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ−ＩＲ）により分析した結果、その化学組成はポリウレタンであった。

次いで、この第２部材をオーブンで１１０℃に加熱し、金型（高さ２００ｍｍ、長さ８５０ｍｍ、厚み３０ｍｍ）内にセットした。具体的には、金型内部に第２部材のセット位置を位置決めするため直径１０ｍｍ、厚み５ｍｍの突起部を９箇所形成し、その突起部上に第２部材を載せることにより金型と第２部材との間に空隙を作り、所定位置に（すなわち金型内の高さ方向上部側中央部に第２部材を）セットした。

一方、ポリオール成分として、ポリエステル系ポリオールであるポリエチレンアジペートエステルポリオール（数平均分子量１０００、水酸基価１１２）と、ポリイソシアネート成分として、２，４−トリレンジイソシアネートと２，６−トリレンジイソシアネートからなる混合物（質量比＝８０／２０）とを反応させることにより、残存ＮＣＯ基の含有率が５．０質量％のウレタンプレポリマーを調製した。

このウレタンプレポリマー１００質量部に対し、アミン系硬化剤として３，３’−ジクロロ−４，４’−ジアミノジフェニルメタン（イハラケミカル社製、商品名「キュアミンＭＴ」）を１４質量部加えて混合し、この混合物を１１０℃に加熱された金型内（すなわち金型と第２部材との空隙）に注入することにより第２部材を覆うための第１部材を注入した。

その後、１１０℃のオーブン内で６０分間硬化反応させた後脱型し（金型から取り出し）、１１０℃のオーブン内でさらに１６時間加熱した。その後、室温で冷却することにより熟成させることによって第２部材を覆うようにして第１部材（硬さ（ＪＩＳ−Ａ）＝９４°）を生成させた。

次いで、この前駆体を高さ２００ｍｍ、長さ８５０ｍｍ、厚み３０ｍｍの寸法に切断加工することにより、本発明のプラウ用エッジを得た。

＜比較例１＞
実施例１で用いたのと同じ状態の第２部材を用い、かつ実施例１で用いたのと同じウレタンプレポリマーおよび硬化剤を用いることによって、図５に示すプラウ用エッジを得た。

具体的には、第２部材を高さ１００ｍｍ、長さ８５０ｍｍ、厚み３０ｍｍとなるように切断加工し、それを実施例１と同じ金型（ただし第２部材の位置決め用の突起部は設けられていない）内の底部に沈めるようにして配置しウレタンプレポリマーおよび硬化剤を注入することを除き、第１部材の生成条件等は全て実施例１と同様にして比較例のプラウ用エッジ（高さ２００ｍｍ、長さ８５０ｍｍ、厚み３０ｍｍ）を得た。

＜比較例２＞
実施例１で用いたのと同じ状態の第２部材を用い、かつ実施例１で用いたのと同じウレタンプレポリマーおよび硬化剤を用いることによって、図６に示すプラウ用エッジを得た。

具体的には、第２部材を高さ２００ｍｍ、長さ８０ｍｍ、厚み３０ｍｍとなるように切断加工し、それを実施例１と同じ金型（ただし第２部材の位置決め用の突起部は設けられていない）内に等間隔で配置することおよび第２部材の配置されていないところに第１部材を形成することを除き、第１部材の生成条件等は全て実施例１と同様にして比較例のプラウ用エッジ（高さ２００ｍｍ、長さ８５０ｍｍ、厚み３０ｍｍ）を得た。

＜強度確認試験＞
実施例１および比較例１〜２のプラウ用エッジを用いて、強度確認試験を行なった。具体的な条件は以下の通りである。

すなわち、実施例１および比較例１〜２のプラウ用エッジ（高さ２００ｍｍ、長さ８５０ｍｍ、厚み３０ｍｍ）を長さ方向に（比較例２については第１部材と第２部材との接合部がサンプル内に含まれるように）切断することにより、高さ２００ｍｍ、長さ５０ｍｍ、厚み３０ｍｍのサンプルを各３個ずつ準備した。

つぎに、各サンプルの高さ方向一端の５０ｍｍ部分を該サンプルが水平方向となるように固定し、該サンプルの他端に対して上部から圧力を負荷し、その他端が３０°傾斜するようした後、除荷した。そして、このような負荷と除荷とを１００回繰り返す「３０°曲げ試験」を行なった。

その結果、実施例１のサンプル３個については、上記試験の前後において全く変化は認められなかった。これに対し、比較例１については３個のサンプル中、１個のサンプルについて負荷と除荷を４回繰り返したところで第１部材と第２部材との剥離が観察され、他の１個のサンプルについても負荷と除荷を５１回繰り返したところで第１部材と第２部材との剥離が観察された。また、比較例１と比較例２の全サンプルについて、上記試験後において第１部材と第２部材との接合部において亀裂が発生していた。

以上の結果、本発明のプラウ用エッジは、比較例のプラウ用エッジに比し、第１部材と第２部材とが剥離することがなく、強度に優れていることが確認できた。また、本発明のプラウ用エッジは、表面が第１部材のみで構成されていることから、比較例のような第１部材と第２部材間の色目の違いによる審美性を害することもなく、外観に優れるものであった。さらに、本発明のプラウ用エッジは、第１部材と第２部材との接合部を補強するためや第１部材と第２部材の接合部に発生するバリを取り除くための特別な加工を行なう必要がないことから、生産効率に優れていることは明らかである。

以上のように本発明の実施の形態および実施例について説明を行なったが、上述の各実施の形態および実施例の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 第１部材、２ 第２部材、１０ プラウ用エッジ、２０ プラウ、３０ 除雪車。

Claims (4)

1. 第１部材と１または２以上の第２部材とからなり、
   前記第２部材を前記第１部材で覆うことにより、その表面が前記第１部材のみで構成される、プラウ用エッジ。
2. 前記プラウ用エッジは、前記第１部材を鞘部とし、前記第２部材を芯部とする芯鞘型の構造を有する、請求項１記載のプラウ用エッジ。
3. 前記第１部材は、新たに合成してなる素材により構成され、
   前記第２部材は、プラウ用エッジとして一度以上使用した廃材である、請求項１または２に記載のプラウ用エッジ。
4. 前記第１部材と前記第２部材は、ともにポリウレタンである、請求項１〜３のいずれかに記載のプラウ用エッジ。

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