JP4027854B2

JP4027854B2 - 農用車輪

Info

Publication number: JP4027854B2
Application number: JP2003187263A
Authority: JP
Inventors: 幸一中島
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2003-06-30
Publication date: 2007-12-26
Anticipated expiration: 2023-06-30
Also published as: JP2005022442A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、田植機やトラクタ等の農業機械に用いられる農用車輪に関し、特にゴム等の弾性材を用いた車輪の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、田植機やトラクタ等の農業機械の車輪として、ホイール部が円板状とされるディスクタイプの農用車輪が用いられる。
【０００３】
図１０は、従来における農用車輪の平面図およびＸ−Ｘ線における断面図である。
【０００４】
図１０に示すように、従来における農用車輪１００は、円板状のホイール部材１０１と、ホイール部材１０１の外周部をゴム等の弾性材によって被覆する弾性輪部１０２とを一体成形することによって構成される。
【０００５】
ホイール部材１０１は、農用車輪１００を田植機等の機体の車軸に取り付けるための車軸取付部１０３をディスクの中心部に備え、ディスクの外周部を折曲して弾性輪を取り付けるための弾性輪取付部を形成している。
【０００６】
また、図１０の断面図に示すように、このホイール部材１０１は、車軸取付部１０３の外周端から機体の反対側に湾曲する第１コーナー１０５と、機体の反対側に延びる立ち上がり壁部１０４と、立ち上がり壁部１０４の外周端から弾性輪取付部の方向に湾曲する第２コーナー１０６とを介して、車軸取付部１０３から弾性輪取付部の近傍にかけて機体の反対側に張り出している。
【０００７】
また、弾性輪部１０２は、このホイール部材１０１の外周に形成された弾性輪取付部を被覆するようにゴム等の弾性材を加硫接着することで形成される。
【０００８】
ここで、車軸取付部１０３近傍の断面を拡大して図１１に示す。
図１１は、従来における農用車輪１００の車軸取付部１０３近傍を拡大して示す断面斜視図である。
【０００９】
図１１に示すように、車軸取付部１０３は、中央に機体の車軸が嵌め合されるボス１０８を備え、そのボス１０８の外周にフラット部１０７を備えている。このフラット部１０７には、農用車輪１００を機体のハブに固定するためのボルトを通すボルト孔１０９が設けられている。
【００１０】
そして、車軸取付部１０３のフラット部１０７の外周端部から、第１コーナー１０５が機体の反対側方向へ湾曲し、立ち上がり壁部１０４を経て、第２コーナー１０６が弾性輪取付部の方向へ湾曲することによって、ホイール部材１０１が機体の反対側に張り出すようになっている。
【００１１】
このように、農用車輪１００のホイール部材１０１を機体の反対側に張り出す構成とすることで、ディスクの強度を向上させたり、走行時に泥が付着することを防止したりすることができる。
【００１２】
なお、このようなホイール部材１０１が機体の反対側に張り出している構成を有する農用車輪は、例えば、特許文献１に開示されている。
【００１３】
【特許文献１】
特開２００１−３０７０１号公報（図６）
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の農用車輪１００の構成では、車軸取付部１０３近傍の強度面に問題を残してしまう。
【００１５】
すなわち、上記従来の農用車輪１００に、機体反対側から水平方向の負荷（図１０に示す矢印Ｇ）がかかると、ホイール部材１０１の第１コーナー１０５および第２コーナー１０６に最も応力が集中するため、第１コーナー１０５または第２コーナー１０６の曲率が変わってしまい、農用車輪１００が変形するおそれがある。
【００１６】
また、農用車輪１００の全体の強度を高めるために、ホイール部材１０１の機体反対側への張り出し部分に補強用のリブを配列すれば、その分、第１コーナー１０５および第２コーナー１０６に集中する応力が多大となるので、この第１コーナー１０５および第２コーナー１０６は、農用車輪１００の全体の強度を向上させる妨げになっている。
【００１７】
一方、ホイール部材１０１の板厚を増加させたり、ホイール部材１０１の材質を剛性の高いものに変更したりすることで、農用車輪１００全体の強度向上を図ることは可能であるが、これらは、農用車輪１００の製造コストや全体の重量まで増えてしまい、低コスト化および軽量化を実現することができない。
【００１８】
そこで、本発明は、かかる問題点に鑑みなされたものであり、低コストで、かつ、重量を増加させることなく、車輪全体の強度を向上させた農用車輪を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る農用車輪は、ディスク部材からなるホイール部と、弾性材で形成される環状の弾性輪体とから構成される農用車輪であって、前記ホイール部は、前記ホイール部の中心から放射状に配列され前記ホイール部の外周方向に延びる放射状リブと、前記ホイール部の中心に位置し、機体の車軸に取り付けられる車軸取付部と、前記車軸取付部から機体と反対側の方向に延びる立ち上がり部と、前記立ち上がり部において、隣り合う前記放射状リブの間に配列される第２リブとを備え、前記放射状リブと前記第２リブは、前記立ち上がり部に沿って屈曲していることを特徴とする。
【００２０】
これによって、水平荷重の応力が集中する車軸取付部の弾性輪取付部側への湾曲部分（すなわち、上記第２コーナー）が補強されるので、コスト増および重量増を招くことなく、効果的に農用車輪全体の強度を向上させることができる。また、第２リブを備えることによって、さらに車軸取付部の弾性輪取付部側への湾曲部分の強度が増すので、強度に優れた農用車輪を実現することができる。
【００２１】
また、前記車軸取付部は、前記機体の車軸の軸方向と垂直に交わる平面部を備え、前記放射状リブは、その終端が前記平面部に位置し、前記第２リブは、その終端が前記平面部に位置するのが好ましい。これによって、水平荷重の応力が集中する車軸取付部の立ち上がり部への湾曲部分（すなわち、上記第１コーナー）も補強されるので、低コストで、かつ、重量を増加させることなく、車輪全体の強度を向上させることができ、さらに強度に優れた農用車輪を実現することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る農用車輪について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１に係る農用車輪について説明する。
【００２３】
図１は、本実施の形態１に係る農用車輪の平面図およびＡ−Ａ線における断面図である。
【００２４】
この農用車輪１０は、田植機やトラクタ等の農業機械の車軸に取付けられ、田や畑の耕盤と接地する車輪であり、鉄等の金属からなるホイール部材１１とゴム等の弾性材からなる弾性輪部１２とから構成される。
【００２５】
ホイール部材１１は、農用車輪１０のホイールを構成する鉄等の金属製の円板であり、中央に農用車輪１０を農業機械の車軸に取り付けるための車軸取付部１３と、車軸取付部１３から放射状に延びる放射状リブ１４と、放射状リブ１４に跨る環状の環状リブ１５と、外周を折曲して形成した弾性輪取付部とを備えており、図１の断面図に示すように、車軸取付部１３の外周端から機体の反対側へ湾曲し、機体反対側方向へ延びる立ち上がり壁部１６の外周端から弾性輪取付部の方向へ湾曲することによって、車軸取付部１３から弾性輪取付部近傍にかけて機体の反対側に張り出す構成になっている。
【００２６】
車軸取付部１３は、農業機械の機体の車軸に嵌合されるボスを備え、このボスの外周にフラット部１８を備えたホイール部材１１の中央部分である。
【００２７】
フラット部１８は、機体の車軸の軸方向と垂直に交わる、すなわち、機体のハブと平行な面であり、農用車輪１０を機体のハブに固定するためのボルトを通すボルト孔が設けられている。そして、このフラット部１８の外周端からホイール部材１１は機体の反対側へ湾曲している。
【００２８】
立ち上がり壁部１６は、フラット部１８の外周端から機体反対側方向へ延びるホイール部材１１の立ち上がり部分である。そして、ホイール部材１１は、この立ち上がり壁部１６の外周端から弾性輪取付部の方向へ再び湾曲している。このようにして、ホイール部材１１は機体の反対側方向へ張り出す構成になっている。
【００２９】
放射状リブ１４は、ホイール部材１１の機体反対側への張り出し部分を補強するためのリブであり、車軸取付部１３から農用車輪１０の外周方向へ放射状に配列され、機体側に凹むようにホイール部材１１を折り曲げることで形成される。
【００３０】
また、環状リブ１５は、放射状リブ１４による補強をさらに強固にするためのリブであり、放射状リブ１４に跨る円環状に形成され、放射状リブ１４と同様に機体側に凹むようにホイール部材１１を折り曲げることで形成される。
【００３１】
そして、この放射状リブ１４と環状リブ１５とによって、農用車輪１０のホイール部材１１に所定の剛性および強度が与えられている。
【００３２】
本実施の形態１に係る農用車輪１０は、放射状リブ１４の車軸取付部１３側における終端部分に放射状リブ屈曲部１７が形成されることによって、さらに農用車輪１０全体の剛性および強度の向上が図られている。
【００３３】
ここで、この放射状リブ１４の車軸取付部１３側における終端部分に形成される放射状リブ屈曲部１７を説明するため、車軸取付部１３近傍の断面図を拡大して図２に示す。
【００３４】
図２は、本実施の形態１に係る農用車輪１０の車軸取付部１３近傍を拡大して示す断面斜視図である。
【００３５】
図２に示すように、放射状リブ１４の車軸取付部１３側における終端部分には、立ち上がり壁部１６上で屈曲する放射状リブ屈曲部１７が形成されている。
【００３６】
放射状リブ屈曲部１７は、立ち上がり壁部１６に沿って屈曲し、放射状リブ１４の車軸取付部１３側における終端を構成する部分であり、ホイール部材１１の立ち上がり壁部１６を折り曲げることで形成され、立ち上がり壁部１６を補強する。
【００３７】
そして、この放射状リブ屈曲部１７は、立ち上がり壁部１６上で車軸取付部１３のフラット部１８に向かって徐々に凹みを終焉させる構成になっている。
【００３８】
このように、放射状リブ１４および環状リブ１５を形成することによって農用車輪１０全体の強度を向上させつつ、立ち上がり壁部１６まで放射状リブ１４を延長させて放射状リブ屈曲部１７を形成することによって、水平荷重の応力が集中する立ち上がり壁部１６および立ち上がり壁部１６の外周端の湾曲部分が補強されるので、本実施の形態１に係る農用車輪１０は、ホイール部材１１の板厚や材質を変更することなく、効果的に車輪全体の強度向上が図られている。
【００３９】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係る農用車輪について説明する。
本実施の形態２に係る農用車輪は、上記実施の形態１に係る農用車輪１０と構成を略同一とするが、農用車輪の車軸取付部近傍における構造において上記農用車輪１０と異なる。以下、この異なる点を中心に、図を用いて説明する。
【００４０】
図３は、本実施の形態２に係る農用車輪の平面図およびＢ−Ｂ線における断面図である。
【００４１】
この農用車輪２０は、上記実施の形態１に係る農用車輪１０と同様に、車軸取付部２３と、放射状リブ２４と、環状リブ２５と、弾性輪取付部とを備えたホイール部材２１と、ゴム等の弾性材からなる弾性輪部２２とから構成される。
【００４２】
そして、図３に示すように、放射状リブ２４の車軸取付部２３側における終端部分に形成される放射状リブ屈曲部２７は、上記実施の形態１に係る農用車輪１０の放射状リブ屈曲部１７と異なり、車軸取付部２３のフラット部２８まで延長されている。
【００４３】
この放射状リブ２４の車軸取付部２３側における終端部分に形成される放射状リブ屈曲部２７を説明するために、車軸取付部２３近傍の断面図を拡大して図４に示す。
【００４４】
図４は、本実施の形態２に係る農用車輪２０の車軸取付部２３近傍を拡大して示す断面斜視図である。
【００４５】
図４に示すように、放射状リブ２４の車軸取付部２３側における終端部分には、放射状リブ屈曲部２７が形成されている。
【００４６】
そして、この放射状リブ屈曲部２７は、立ち上がり壁部２６を越えて車軸取付部２３のフラット部２８まで延長され、車軸取付部２３中央のボスに向かって徐々に凹みを終焉させる構成になっている。
【００４７】
このように、放射状リブ２４の車軸取付部２３側における終端部分の放射状リブ屈曲部２７を、立ち上がり壁部２６を越えて車軸取付部２３のフラット部２８まで延長させて形成することによって、水平荷重の応力が集中する立ち上がり壁部２６および立ち上がり壁部２６の外周端の湾曲部分に加えて、フラット部２８の外周端の湾曲部分まで補強されるので、本実施の形態２に係る農用車輪２０は、車輪全体にわたる効果的な強度向上が施されることとなる。
【００４８】
（実施の形態３）
続いて、本発明の実施の形態３に係る農用車輪について説明する。
本実施の形態３に係る農用車輪は、上記実施の形態１および２に係る農用車輪１０等と構成を略同一とするが、農用車輪の車軸取付部近傍における構造において上記農用車輪１０等と異なる。以下、この異なる点を中心に、図を用いて説明する。
【００４９】
図５は、本実施の形態３に係る農用車輪の平面図およびＣ−Ｃ線における断面図である。
【００５０】
この農用車輪３０は、上記実施の形態１および２に係る農用車輪１０等と同様に、車軸取付部３３と、放射状リブ３４と、環状リブ３５と、弾性輪取付部とを備えたホイール部材３１と、ゴム等の弾性材からなる弾性輪部３２とから構成される。
そして、図５に示すように、放射状リブ３４の車軸取付部３３側における終端部分には、放射状リブ屈曲部３７が形成されており、隣り合う放射状リブ屈曲部３７の間に、屈曲リブ３９が形成されている。
【００５１】
ここで、この屈曲リブ３９を説明するために、車軸取付部３３近傍の断面図を拡大して図６に示す。
【００５２】
図６は、本実施の形態３に係る農用車輪３０の車軸取付部３３近傍を拡大して示す断面斜視図である。
図６に示すように、放射状リブ３４の車軸取付部３３側における終端部分には、放射状リブ屈曲部３７が形成されており、隣り合う放射状リブ屈曲部３７の間に、立ち上がり壁部３６上で屈曲する屈曲リブ３９が形成されている。
【００５３】
屈曲リブ３９は、ホイール部材３１の立ち上がり壁部３６のうち、隣り合う放射状リブ屈曲部３７の中間地点の立ち上がり壁部３６を折り曲げて形成されるリブであり、立ち上がり壁部３６を補強する。
【００５４】
そして、この屈曲リブ３９の車軸取付部３３側における終端は、放射状リブ屈曲部３７と同様に、立ち上がり壁部３６上で車軸取付部３３のフラット部３８に向かって徐々に凹みを終焉させる構成になっている。一方、屈曲リブ３９の弾性輪取付部側における終端は、立ち上がり壁部３６の外周端から弾性輪取付部方向へ湾曲する部分で弾性輪取付部の方向へ徐々に凹みを終焉させる構成になっている。
【００５５】
このように、隣り合う放射状リブ屈曲部３７の間に、屈曲リブ３９を形成することによって、水平荷重の応力が集中する立ち上がり壁部３６および立ち上がり壁部３６の外周端の湾曲部分が補強されるので、本実施の形態３に係る農用車輪３０の全体強度は、優れたものとなる。
【００５６】
（実施の形態４）
さらに、本発明の実施の形態４に係る農用車輪について説明する。
本実施の形態４に係る農用車輪は、上記実施の形態１、２および３に係る農用車輪１０等と構成を略同一とするが、農用車輪の車軸取付部近傍における構造において上記農用車輪１０等と異なる。以下、この異なる点を中心に、図を用いて説明する。
【００５７】
図７は、本実施の形態４に係る農用車輪の平面図およびＤ−Ｄ線における断面図である。
【００５８】
この農用車輪４０は、上記実施の形態１、２および３に係る農用車輪１０等と同様に、車軸取付部４３と、放射状リブ４４と、環状リブ４５と、弾性輪取付部とを備えたホイール部材４１と、ゴム等の弾性材からなる弾性輪部４２とから構成される。
【００５９】
そして、図７に示すように、放射状リブ４４の車軸取付部４３側における終端部分に形成される放射状リブ屈曲部４７と、隣り合う放射状リブ屈曲部４７の間に形成される屈曲リブ４９は、上記実施の形態３と異なり、車軸取付部４３のフラット部４８まで延長されている。
【００６０】
ここで、この放射状リブ４４と屈曲リブ４９を説明するために、車軸取付部４３近傍の断面図を拡大して図８に示す。
図８は、本実施の形態４に係る農用車輪４０の車軸取付部４３近傍を拡大して示す断面斜視図である。
【００６１】
図８に示すように、放射状リブ屈曲部４７と屈曲リブ４９は、立ち上がり壁部４６を越えて車軸取付部４３のフラット部４８まで延長され、車軸取付部４３中央のボスに向かって徐々に凹みを終焉させる構成になっている。
【００６２】
このように、放射状リブ屈曲部４７と屈曲リブ４９とを、立ち上がり壁部４６を越えて車軸取付部４３のフラット部４８まで延長させて形成することによって、水平荷重の応力が集中する立ち上がり壁部４６および立ち上がり壁部４６の外周端の湾曲部分に加えて、フラット部４８の外周端の湾曲部分まで補強されるので、本実施の形態４に係る農用車輪４０の全体強度は、さらに優れたものとなる。
【００６３】
（実施の形態５）
さらに続いて、本発明の実施の形態５に係る農用車輪について説明する。
本実施の形態５に係る農用車輪は、上記実施の形態１〜４に係る農用車輪１０等と構成を略同一とするが、ホイール部材の形状において上記農用車輪１０等と異なる。以下、この異なる点を中心に、図を用いて説明する。
【００６４】
図９は、本実施の形態５に係る農用車輪を輪切りにした断面図である。
この農用車輪５０は、車軸取付部５３と、放射状リブ５４と、環状リブ５５と、弾性輪取付部とを備えたホイール部材５１と、ゴム等の弾性材からなる弾性輪部５２とから構成される。また、図９における矢印Ｅは、機体の反対側方向（反機体側）を示し、矢印Ｆは、機体側方向を示している。
【００６５】
ここで、ホイール部材５１は、弾性輪部５２との境界部分５９において、弾性輪部５２の幅方向反機体側に配置されている。
【００６６】
そして、ホイール部材５１は、境界部分５９付近から反機体側へ屈曲し、車輪中央部、すなわち、車軸取付部５３に向けて傾斜することなく、鉛直状に延びて、再び機体側へ屈曲しており、弾性輪部５２の幅方向中央線（図９に示す一点鎖線）に略沿うように車軸取付部５３を形成している。
【００６７】
また、放射状リブ５４も、ホイール部材５１と同じく、車輪中央部に向けて傾斜することなく鉛直状に延びており、放射状リブ５４の車軸取付部５３側における終端は、立ち上がり壁部５６まで延びて放射状リブ屈曲部５７を形成している。
【００６８】
このような構成のホイール部材５１を備えた農用車輪においても、立ち上がり壁部５６まで放射状リブ５４を延長させて放射状リブ屈曲部５７を形成することによって、水平荷重の応力が集中する立ち上がり壁部５６および立ち上がり壁部５６の外周端の湾曲部分が補強されるので、ホイール部材５１の板厚や材質を変更せずに、効果的に車輪全体の強度向上を図ることができる。
【００６９】
なお、このような構成のホイール部材５１に、さらに隣り合う放射状リブ屈曲部５７の間に屈曲リブを形成することによって、車輪全体のさらなる強度向上を図ることもできる。
【００７０】
以上、本発明に係る農用車輪について各実施の形態に基づき説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。
【００７１】
例えば、上記各実施の形態では、ホイール部材と弾性輪部とを一体成形した農用車輪を用いて説明しているが、ホイール部材と弾性輪部とを別体として、ボルトおよびナットで連結する分割タイプの農用車輪においても適用可能である。
【００７２】
また、上記各実施の形態で説明に用いた図には、いずれも５本の放射状リブが示されているが、放射状リブの本数は、これに限られず、この数より少なくてもよいし、また、この数より多くてもよいことは言うまでもない。
【００７３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る農用車輪によれば、水平荷重の応力が集中する車軸取付部近傍の湾曲部分が補強されるので、ホイール部材の板厚や材質を変更することなく、効果的に車輪全体の強度向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る農用車輪の平面図およびＡ−Ａ線における断面図である。
【図２】実施の形態１に係る農用車輪の車軸取付部近傍の斜視図である。
【図３】実施の形態２に係る農用車輪の平面図およびＢ−Ｂ線における断面図である。
【図４】実施の形態２に係る農用車輪の車軸取付部近傍の斜視図である。
【図５】実施の形態３に係る農用車輪の平面図およびＣ−Ｃ線における断面図である。
【図６】実施の形態３に係る農用車輪の車軸取付部近傍の斜視図である。
【図７】実施の形態４に係る農用車輪の平面図およびＤ−Ｄ線における断面図である。
【図８】実施の形態４に係る農用車輪の車軸取付部近傍の斜視図である。
【図９】実施の形態５に係る農用車輪の断面図である。
【図１０】従来における農用車輪の平面図およびＸ−Ｘ線における断面図である。
【図１１】従来における農用車輪の車軸取付部近傍の斜視図である。
【符号の説明】
１０、２０、３０、４０、５０、１００農用車輪
１１、２１、３１、４１、５１、１０１ホイール部材
１２、２２、３２、４２、５２、１０２弾性輪部
１３、２３、３３、４３、５３、１０３車軸取付部
１４、２４、３４、４４、５４放射状リブ
１５、２５、３５、４５環状リブ
１６、２６、３６、４６、５６、１０４立ち上がり壁部
１７、２７、３７、４７、５７放射状リブ屈曲部
１８、２８、３８、４８、１０７フラット部
３９、４９屈曲リブ
５９境界部分
１０５第１コーナー
１０６第２コーナー
１０８ボス
１０９ボルト孔

Claims

ディスク部材からなるホイール部と、弾性材で形成される環状の弾性輪体とから構成される農用車輪であって、
前記ホイール部は、前記ホイール部の中心から放射状に配列され前記ホイール部の外周方向に延びる放射状リブと、
前記ホイール部の中心に位置し、機体の車軸に取り付けられる車軸取付部と、
前記車軸取付部から機体と反対側の方向に延びる立ち上がり部と、
前記立ち上がり部において、隣り合う前記放射状リブの間に配列される第２リブとを備え、
前記放射状リブと前記第２リブは、前記立ち上がり部に沿って屈曲している
ことを特徴とする農用車輪。
前記車軸取付部は、前記機体の車軸の軸方向と垂直に交わる平面部を備え、
前記第２リブは、その終端が前記平面部に位置する
ことを特徴とする請求項１記載の農用車輪。