JP4152975B2 - 農用車輪 - Google Patents

Description

本発明は、農用車輪に関する。

管理機、田植機等の農用機械には、本体と、この本体の半径方向外側に弾性輪体とを備えた農用車輪が装着される。この本体は、車軸に連結されるボスと、このボスから半径方向外側に放射状に延びるスポークと、このスポークの端に取り付けられる環状のリムとを備える。弾性輪体は、このリムに弾性体としてのゴムが焼き付けられて、形成されている。このような本体が備えられた農用車輪は、スポークタイプの農用車輪と称される。スポークタイプの農用車輪の部品点数は、多い。このため、完成品の寸法精度がばらついたり、生産コストがあがるという問題がある。

ボスから半径方向外側に拡がるディスクを備えたディスクタイプの農用車輪がある。図６は、従来のディスクタイプの農用車輪２が示された断面図である。この図６において、横方向は軸方向を表している。この農用車輪２は、本体４と、この本体４の半径方向外側に弾性輪体６とを備える。この本体４は、車軸に連結されるボス８と、ディスク１０と、傘状の補強部１２とを備える。

ボス８は、車輪２の中心に配置される。このボス８は、車軸に嵌合される。

ディスク１０は、金属製の板材を板金プレスすることにより、形成される。このディスク１０は、ボス８の外周面１４から半径方向外側に延びる支持部１６と、この支持部１６の端に形成されるゴム取付部１８とを備える。弾性輪体６は、このゴム取付部１８にゴムが焼き付けられて形成されている。

補強部１２は、第一外縁部２０と、この第一外縁部２０から半径方向外側に末広に拡がる本体２２と、この本体２２の端に形成される第二外縁部２４とを備える。この第一外縁部２０は、ボス８の外周面１４に溶接されている。この第二外縁部２４は、支持部１６に溶接されている。この補強部１２は、この車輪２の本体４の筋交いとして機能している。

支持部１６は、前述したスポークタイプの農用車輪のスポークに相当する。ゴム取付部１８は、このスポークタイプの農用車輪のリムに相当する。このディスク１０はスポークタイプの農用車輪のスポーク及びリムを兼ねるので、このディスクタイプの農用車輪２の部品点数はスポークタイプの農用車輪に比べて少なくなる。このため、このディスクタイプの農用車輪では、完成品の寸法精度が向上するとともに、生産コストの上昇が抑えられる。

この農用車輪２では、補強部１２が取り付けられることにより、ディスク１０の剛性が向上している。このため、この農用車輪２では、走行時に車輪２に作用する衝撃、農用車輪２の成形時の成形圧力等によるディスク１０の変形が抑えられる。このようなディスクタイプの農用車輪２は、特開２００３−３０６００２公報に開示されている。
特開２００３−３０６００２公報

図６に示された従来の農用車輪２では、ボス８とディスク１０と補強部１２とで囲まれる空間２６が形成されている。ショットブラスト等でこの空間２６の中を洗浄することはできない。したがって、このディスク１０と補強部１２との溶接箇所２８に隙間があると、除去されることなくこの空間２６の中に残留している錆、油分等がこの隙間から流失し、塗装不良が発生する場合がある。本体４に塗布された接着剤がこの隙間を出入りするために、タレやスジ等の外観不良が発生する場合もある。

塗装不良及び外観不良が防止されるために、隙間なくディスク１０と補強部１２とが溶接されると、ディスク１０が歪んでしまう場合がある。ディスク１０が歪むと、車輪２の振れが大きくなるので農業機械の走行性能が低下してしまう。

ディスク１０と補強部１２との溶接箇所２８は支持部１６に位置しているので、車両質量が低減されるためにこの支持部１６に設けられる開口部の配置箇所、サイズ等に制限が生じてしまう。また、このディスク１０と補強部１２との溶接箇所２８には、応力が集中するので、ディスク１０に変形が生じる場合もある。

ディスク１０の剛性が上げられるために、この支持部１６に隆起物（リブ）が形成されると、補強部１２とディスク１０との間に隙間ができてしまう。前述したように、隙間ができると塗装不良、外観不良等が発生してしまう。

本発明の目的は、生産コストが上げられることなく、効果的にディスクの剛性が上げられた農用車輪の提供にある。

本発明に係る農用車輪は、ボスと、このボスから半径方向外側に拡がるディスクと、このディスクの端にリング状に形成される弾性輪体と、このボスから半径方向外側に延びる補強部とを備えている。この補強部は、このボスの外周面に対して起立しつつ、このボスの外周面に溶接されている。この補強部は、このディスクの盤面に対して起立しつつ、このディスクの盤面に溶接されている。

好ましくは、この農用車輪では、上記ディスクが、支持部と、開口部と、この支持部と開口部との境界に位置するリップとを備えている。このリップは、この支持部の端から軸方向に延びている。

好ましくは、この農用車輪では、上記補強部は、上記支持部に接触している。この補強部のこの支持部との接触面は、この支持部に沿った形状とされている。

好ましくは、この農用車輪では、上記ディスクは、このディスクの盤面に沿って半径方向に延びるプレスリブをさらに備えている。

この農用車輪は、補強部を備えているので、ディスクの剛性が効果的に向上している。このため、この車輪では、走行時に車輪に作用する衝撃、農用車輪成形時の成形圧力等によるディスクの変形が抑えられる。このディスクは開口部を備えている。このため、この車輪の質量が低減される上に、この車輪を装着した農業機械が圃場内で旋回したり、切り返しをしたりする場合において、この開口部から、泥土が効率よく抜ける。したがって、この車輪では、泥寄せが低減される。この車輪は、従来の車輪のように、ショットブラスト等で洗浄することができないボスとディスクと補強部とで囲まれる空間が形成されていないので、ボス、ディスク及び補強部で構成される本体全体がショットブラスト等で洗浄されうる。したがって、錆、オイルの流出による塗装不良や、接着剤のタレによる外観不良が発生しない。この車輪では、ディスクの形状が変えられることなくディスクの剛性が上げられるので、この車輪の生産には既存の金型が用いられる。このため、車輪の生産コストが上がることもない。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１は、本発明の一実施形態に係る農用車輪３０の裏面が示された正面図である。図２は、図１のII−II線に沿った断面図である。この車輪３０は、ボス３２と、ディスク３４と、弾性輪体３６と、補強部３８とを備えている。この車輪３０は、ディスクタイプの農用車輪３０である。この図１において、紙面に対して垂直方向が、この車輪３０の軸方向を表している。図２において、横方向がこの車輪３０の軸方向を表している。この図２中、右側がこの車輪３０の表側である。左側がこの車輪３０の裏側である。なお、この車輪３０の本体４０は、このボス３２、ディスク３４及び補強部３８で構成されている。

ボス３２は、車輪３０の中心に配置される。このボス３２は、軸方向に延びる。このボス３２は、筒状である。このボス３２に、車軸が嵌合される。

ディスク３４は、ボス３２の外周面４２から半径方向外側に拡がる。このディスク３４は、金属製の板材４４が板金プレスされることで形成される。このディスク３４は、支持部４６と、ゴム取付部４８と、開口部５０と、リップ５２とを備えている。

支持部４６は、ボス３２と弾性輪体３６との間に位置する。この支持部４６は、その断面形状が湾曲するように構成されている。この支持部４６の断面形状は、車輪３０が装着される農業機械の仕様等に応じて適宜決められる。この支持部４６が、その半径方向内側において、ボス３２の外周面４２と接触している。この支持部４６とボス３２とは、溶接されている。なお、この支持部４６とボス３２とが、リベット止め、ボルト止め等の方法で、接合されてもよい。

ゴム取付部４８は、支持部４６の半径方向外側に位置する。このゴム取付部４８は、その断面において鉤状に屈曲している。このゴム取付部４８は、弾性輪体３６で覆われている。

開口部５０は、ディスク３４を軸方向に貫通している。この開口部５０の形状は、略三角形である。この車輪３０では、その形状が同一とされた６カ所の開口部５０が備えられている。この６カ所の開口部５０は、車輪３０の軸の中心５４から等しい距離に、等しい間隔で配置されている。なお、この開口部５０のサイズ、配置箇所、配置数等は、車輪３０が装着される農業機械の仕様等に応じて適宜決められる。

リップ５２は、支持部４６と開口部５０との境界に位置している。このリップ５２は、この支持部４６の端から軸方向に延びている。

弾性輪体３６は、このディスク３４の端にリング状に形成される。この車輪３０では、この弾性輪体３６は架橋ゴムからなる。この弾性輪体３６は、ゴム取付部４８に焼き付けられている。この弾性輪体３６は、半径方向外向きに突出するラグ５６を備えている。このラグ５６は、直進誘導部５８、推進部６０及び傾斜面６２を備えている。直進誘導部５８は、この車輪３０の赤道に配置されている。推進部６０は、直進誘導部５８から軸方向外側に延びている。この推進部６０は、この直進誘導部５８の両側に、回転方向において左右交互に配置されている。傾斜面６２は、回転方向に並ぶ二つの推進部６０の間に位置している。この傾斜面６２は、直進誘導部５８の側面である。この傾斜面６２の軸方向反対側には、推進部６０が配置されている。

補強部３８は、ボス３２の外周面４２から半径方向外側に延びている。この補強部３８は一枚のプレートからなり、ディスク３４の裏側の盤面６４に取り付けられている。この農用車輪３０には、３の補強部３８が取り付けられている。この３の補強部３８は、車輪３０の軸の中心５４から等しい距離に、等しい間隔で配置されている。なお、この補強部３８のサイズ、配置箇所、配置数等は、車輪３０が装着される農業機械の仕様等に応じて適宜決められる。

図３は、図１のIII−III線に沿った断面図である。この図３には、ディスク３４の盤面６４に起立する補強部３８が示されている。図示されているように、この補強部３８は、ディスク３４の盤面６４に対して垂直に起立しつつ、このディスク３４の盤面６４に溶接されている。図２に示されているように、この補強部３８はボス３２の外周面４２に対しても垂直に起立しつつ、このボス３２の外周面４２に溶接されている。この補強部３８とディスク３４とがリベット止め、ボルト止め等の方法で、接合されてもよい。この補強部３８とボス３２とがリベット止め、ボルト止め等の方法で、接合されてもよい。なお、この図３において、両矢印線Ｈは、この補強部３８の高さを表している。両矢印線Ｔは、この補強部３８の厚みを表している。

ディスク３４は、その半径方向内側において、ボス３２の外周面４２と溶接されている。このボス３２は、車輪３０が構成される各部材の中で、車輪３０の接地面から最も離れた位置にある。このため、このディスク３４とボス３２との溶接箇所６６において、回転モーメントが最大となる。この車輪３０では、この補強部３８の高さＨは、半径方向外側から内側に向かって漸増している。そして、この補強部３８は、その高さＨがボス３２との接触面６８において最大となるように構成されている。このため、回転モーメントが最大となるこの溶接箇所６６が、破損することはない。この車輪３０では、そのディスク３４の剛性が補強部３８によって効果的に向上されている。そして、この車輪３０では、この補強部３８の高さＨが半径方向に変えられることにより、車両質量の増加も効果的に抑えられている。

補強部３８の厚みＴが大きくなると、補強部３８の強度が上がる。補強部３８の強度が上がると、ディスク３４の剛性は向上する。したがって、この車輪３０では、このディスク３４の剛性は、この厚みＴで制御されうる。

このディスク３４の剛性は、ディスク３４に取り付けられる補強部３８の数にも依存する。ディスク３４に取り付けられる補強部３８の数が増えると、このディスク３４の剛性は向上する。この車輪３０では、農業機械の仕様に応じて、このディスク３４に取り付けられる補強部３８の数が変更されうる。

この車輪３０では、ディスク３４の形状が変えられることなく、補強部３８の高さＨ、厚みＴ及び数が制御されることにより、ディスク３４の剛性が調整されうる。特に、この補強部３８の数が増やされることにより、ディスク３４の剛性が上げられる場合、車輪３０の仕様変更による金型の新設及び改造が実施される必要はない。従来の車輪２と同様に、弾性輪体６、３６が形成される既存の金型が用いられうる。このため、車輪３０の生産コストが上がることはない。この場合、車輪３０の急な設計変更においても、迅速に対応できる。

図２に示されているように、この補強部３８のディスク３４との接触面７０は、このディスク３４の盤面６４に沿った形状とされている。ディスク３４にかかる荷重は、この接触面６８全体に分散される。このため、従来の農用車輪３０のように、ディスク３４の一部において応力が集中することはない。この農用車輪３０は、応力集中によるディスク３４の変形は生じない。

この補強部３８の好ましい材質としては、スチール及びステンレススチールが例示される。耐食性の観点から、ステンレススチールが好ましい。

前述したように、ディスク３４は開口部５０を備えている。このため、この車輪３０では、その質量が低減されている。そして、この車輪３０が装着された農業機械が圃場内で旋回したり、切り返しをしたりする場合において、この開口部５０から、泥土が効率よく抜ける。したがって、この車輪３０では、泥寄せが低減される。

リップ５２は、支持部４６と開口部５０との境界において、ディスク３４を構成する板材４４が軸方向裏側に向かって折り曲げられることにより形成されている。このリップ５２は、開口部５０が備えられることによるディスク３４の剛性低下を抑える。このため、このリップ５２が備えられていない車輪３０に比べて、このディスク３４の剛性は高い。

この車輪３０は、従来の車輪２のように、ショットブラスト等で洗浄することができないボス３２とディスク３４と補強部３８とで囲まれる空間２６が形成されていない。このため、ショットブラスト等で本体４０の全体の洗浄が実施されうる。このような本体４０が備えられた農用車輪３０は、錆、オイルの流出による塗装不良や、接着剤のタレによる外観不良が発生しない。

この車輪３０はボス３２を備えているので、スポークタイプの車輪からディスクタイプの車輪３０への変更に際し、機体側の仕様変更等が実施される必要もない。この車輪３０は既にディスク３４を備えているので、スポークタイプの車輪のようにホイールキャップが付けられる必要もない。

この車輪３０の製造方法は、次の通りである。まず、ディスク３４が板材４４の板金プレスから成形される。ボス３２、ディスク３４及び補強部３８が溶接により一体化されて、本体４０が製作される。次いで、この本体４０に付着している油分、汚れ等が除去されるために、この本体４０はショットブラストされる。そして、弾性輪体３６で被覆されるディスク３４のゴム取付部４８に接着剤が塗布される。次に、弾性輪体３６が形成されるゴム組成物が焼き付けられる金型内に、この本体４０が設置される。ゴム射出機が用いられることにより、ゴム組成物がこの金型のキャビティーに射出注入される。この後、このゴム組成物が、加圧及び加熱される。この加圧及び加熱によって、ゴム組成物が完全に架橋され、弾性輪体３６が成形されると共に、弾性輪体３６が本体４０に焼き付けられる。このようにして、図１に示される車輪３０が得られる。

この弾性輪体３６が構成される架橋ゴムの材質としては、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム及びイソプレンゴムが例示される。汎用性の観点から、天然ゴムが好ましい。

この車輪３０が農用機械の前輪として使用される場合、その架橋ゴムの硬度は５３以上７５以下であるのが好ましい。この硬度が７５以下に設定されることにより、振動発生が抑えられる。この観点から、この硬度は７０以下がより好ましく、６５以下が特に好ましい。

この車輪３０が農用機械の後輪として使用される場合、その架橋ゴムの硬度は６０以上８５以下であるのが好ましい。特に軽量クラスの農用機械では、振動発生が抑えられるという観点から、この硬度は６０以上６５以下であるのがより好ましい。重量クラスの農用機械では、機体の推進力が向上するという観点から、この硬度は７５以上８５以下であるのがより好ましい。

本発明において硬度は、タイプＡのデュロメータによって測定される。測定のための試験片は、車輪３０から切り出される。厚さが１．０ｍｍであるシート状の試験片が３枚重ねられて、測定がなされる。

弾性輪体３６と本体４０との焼き付けに用いられる接着剤としては、塩化ゴム系接着剤、フェノール樹脂系接着剤及びイソシアネート系接着剤が例示される。汎用性の観点から、塩化ゴム系接着剤及びフェノール樹脂系接着剤が好ましい。

図４は、他の実施形態に係る農用車輪７２の裏面が示された正面図である。図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。この車輪７２は、ボス７４と、ディスク７６と、弾性輪体７８と、補強部８０とを備えている。この車輪７２は、ディスクタイプの農用車輪７２である。この図４において、紙面に対して垂直方向が、この車輪７２の軸方向を表している。図５において、横方向がこの車輪７２の軸方向を表している。なお、この図２中、右側がこの車輪７２の表側である。左側がこの車輪７２の裏側である。この車輪７２のディスク７６及び補強部８０以外の構成は、図１に示された農用車輪３０と同様である。この車輪７２の本体８２は、このボス７４、ディスク７６及び補強部８０で構成されている。

このディスク７６は、ボス７４の外周面８４から半径方向外側に拡がる。このディスク７６は、金属製の板材４４が板金プレスされることで形成される。このディスク７６は、支持部８６と、ゴム取付部８８と、開口部９０と、リップ９２と、プレスリブ９４とを備えている。このディスク７６のプレスリブ９４以外の構成は、図１に示された農用車輪３０と同様である。

プレスリブ９４は、ディスク７６の盤面９６において、隣り合う開口部９０の間に位置している。このプレスリブ９４は、半径方向に延びている。このプレスリブ９４は、軸方向表側に向かって膨らんだ形状を呈している。

補強部８０は、一枚のプレートからなる。この補強部８０は、ボス７４の外周面８４から半径方向外側に延びている。この補強部８０は、ディスク７６の盤面９６からの高さがボス７４との接触面９８で最大となるように構成されている。この補強部８０は、プレスリブ９４の上面１００に取り付けられる。この補強部８０のディスク７６との接触面１０２は、このディスク７６の盤面９６に沿った形状とされている。したがって、この接触面１０２には、プレスリブ９４の形状が考慮されている。なお、このプレスリブ９４の形状、サイズ、配置箇所、配置数等は、車輪７２が装着される農業機械の仕様等に応じて適宜決められる。

この農用車輪７２は、補強部８０に加えてプレスリブ９４も備えているので、ディスク７６の剛性が効果的に向上している。このため、この車輪７２では、走行時に車輪７２に作用する衝撃、農用車輪７２の成形時の成形圧力等によるディスク７６の変形が抑えられる。このディスク７６は開口部９０を備えているので、この車輪７２の質量が低減される上に、この車輪７２が装着された農業機械が圃場内で旋回したり、切り返しをしたりする場合において、この開口部９０から、泥土が効率よく抜ける。したがって、この車輪７２では、泥寄せが低減される。この車輪７２は、従来の車輪２のように、ショットブラスト等で洗浄することができないディスク７６と補強部８０とボス７４とで囲まれる空間が形成されていないので、ショットブラスト等で本体８２の全体が洗浄されうる。したがって、錆、オイルの流出による塗装不良や、接着剤のタレによる外観不良が発生しない。この車輪７２では、ディスク７６の形状が変えられることなくディスク７６の剛性が上げられるので、この車輪７２の生産には既存の金型が用いられる。このため、車輪７２の生産コストが上がることもない。

本発明に係る農用車輪は、種々の農用機械に装着されうる。

図１は、本発明の一実施形態に係る農用車輪の裏面が示された正面図である。 図２は、図１のII−II線に沿った断面図である。 図３は、図１のIII−III線に沿った断面図である。 図４は、他の実施形態に係る農用車輪の裏面が示された正面図である。 図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。 図６は、従来のディスクタイプの農用車輪が示された断面図である。

符号の説明

２、３０、７２・・・車輪
４、２２、４０、８２・・・本体
６、３６、７８・・・弾性輪体
８、３２、７４・・・ボス
１０、３４、７６・・・ディスク
１２、３８、８０・・・補強部
１４、４２、８４・・・外周面
１６、４６、８６・・・支持部
１８、４８、８８・・・ゴム取付部
２０・・・第一外縁部
２４・・・第二外縁部
２６・・・空間
２８、６６・・・溶接箇所
４４・・・板材
５０、９０・・・開口部
５２、９２・・・リップ
５４・・・中心
５６・・・ラグ
５８・・・直進誘導部
６０・・・推進部
６２・・・傾斜面
６４、９６・・・盤面
６８、７０、９８、１０２・・・接触面
９４・・・プレスリブ
１００・・・上面
１０４・・・溶接痕

Claims (4)

1. ボスと、このボスから半径方向外側に拡がるディスクと、このディスクの端にリング状に形成される弾性輪体と、このボスから半径方向外側に延びる補強部とを備えており、
   このディスクが、金属製の板材が板金プレスされることで形成されており、
   このディスクが、この弾性輪体が焼き付けられるゴム取付部を備えており、
   このゴム取付部が、鉤状に屈曲しており、
   この補強部が、このボスの外周面に対して垂直に起立しつつ、このボスの外周面に溶接されており、
   この補強部が、このディスクの盤面に対して起立しつつ、このディスクの盤面に溶接されている農用車輪。
2. 上記ディスクが、支持部と、開口部と、この支持部と開口部との境界に位置するリップとを備えており、
   このリップが、この支持部の端から軸方向に延びている請求項１に記載の農用車輪。
3. 上記補強部が、上記支持部に接触しており、
   この補強部のこの支持部との接触面が、この支持部に沿った形状とされている請求項１又は２に記載の農用車輪。
4. 上記ディスクが、このディスクの盤面に沿って半径方向に延びるプレスリブをさらに備えている請求項１から３のいずれかに記載の農用車輪。

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