JPH04319427A - 農用車輪及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、田植機、管理機、耕耘
機又はトラクタ等に使用される農用車輪及びその製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の農用車輪としては、特公平２−
２７１３０号公報に開示されているようなゴム焼付車輪
と、特開平２−２４１７０６号公報に開示されているよ
うな中空車輪と、特公平１−２４０８４号公報に開示さ
れているような空気入りタイヤ車輪とがある。

【０００３】前記ゴム焼付車輪は、環状のリムにゴム等
の弾性体を焼付け加硫にて被覆し、この弾性体にラグ及
び羽根を一体成形しており、弾性体内部は中実となって
いる。中空車輪は、ラグ、羽根及び内部空洞部を一体成
形した２つ割り弾性体を成形し、この２つ割り弾性体を
環状リムに被覆すると共に互いに接合して、その内部を
空気圧零（大気圧）の中空室を形成したものである。

【０００４】空気入りタイヤ車輪は、ラグ及び羽根を有
する環状の中空弾性体を形成し、この中空弾性体を環状
リムに嵌合し、その内部に大気圧より高い空気圧を与え
るようにしたものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記ゴム焼付車輪は内
部中実であるため、製造が容易であると共に、内圧管理
が不要でコストが安価であるが、振動が大きく、リムを
円形パイプで形成すると接地面積が小さくなるため沈下
が大となり、リムを広幅にするとコスト高になる。

【０００６】中空車輪は内部中空で弾性体幅を広くでき
るので、沈下が少なく、内圧管理が不要で、ゴム焼付車
輪より振動が少ない等の長所を有する。しかし、２つ割
り弾性体は予めラグ及び羽根を成形した後に対面押圧接
着させることになり、トレッド部のセンタに接合部があ
り、接合部に異物が入っておればそこから剥離すること
があり、完全な接合が困難である。また、中空部分は内
圧が零で密封されているため、気温の変化、特に温度低
下によって弾性体外形が変形することがあると共に、サ
イドウオール部の肉厚を厚くする必要がある。更に、中
空車輪は本機に装着したまま保管された場合、接地部分
にフラットスポット状の変形を生じ、次に本機を動かす
時に振動を生じることがある。

【０００７】空気入りタイヤ車輪は前２者と比較して最
も振動が少なく、タイヤ幅を広くして沈下量を少なくで
き、サイドウオール部を薄肉にして軽量化も計れるが、
パンクすることがあり、内圧が長期間保存で自然減少す
るため内圧管理が必要であり、製造コストが比較的高く
なる等の問題点を有している。このように、従来の３技
術は各種各様の長所を有するが多くの短所を有しており
、安価、振動小、沈下小、破損少なく、製造容易等の総
ての長所を兼ね備えることは困難であった。

【０００８】ところで、輪体より羽根が側方に大きく突
出している車輪では、輪体の剛性を低くし、羽根の剛性
を高くすることが、振動吸収を効果的にしたうえで、牽
引力を大きく、スリップを低下させられることが知られ
ている。本発明は、リムを被覆するゴム等の弾性体製輪
体内に発泡体を内包させ、且つラグ及び羽根を輪体より
高硬度に形成することにより、前記長所を総て備えるこ
とのできる農用車輪及びその製造方法を提供することを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明農用車輪における
課題解決のための具体的手段は、環状のリムをゴム等の
弾性体で被覆して輪体を形成し、この輪体の外周に周方
向間隔をおいてラグと羽根とを一体成形した農用車輪に
おいて、前記輪体はリムよりも径外側の弾性体内に全周
に亘って発泡体を内包し、ラグ及び羽根を輪体より高硬
度のゴム等弾性材で形成したことである。

【００１０】本発明農用車輪の製造方法における課題解
決のための具体的手段は、径内側に開口した周溝を有す
るゴム素材の周溝奥に、ゴム素材より低硬度で且つ低温
発泡する発泡剤を混入した発泡ゴム材を挿入し、この発
泡ゴム材より径内側で周溝に環状リムを挿入し、下金型
内のゴム素材より径外側にラグ及び羽根相当量のスラグ
を配置し、これらゴム素材、発泡ゴム材及びリムを上下
金型内に挿入し、この上下金型を前記発泡剤の発泡温度
より高い温度に加熱しながら締付けて、スラグを流動さ
せながら、発泡ゴム材を発泡させてゴム素材を上下金型
に押し当てて成形することである。

【００１１】

【作　　用】輪体６を形成する弾性体８内に内包された
発泡体９は弾性体８より弾性変形容易であり、弾性体８
が外圧により変形するとき、その外圧を空気圧で支持す
る如く弾力的に支持する。弾性体８は内部を発泡体９で
充填しているため、長期間保存による変形及び温度変化
による変形が防止され、広幅に形成できるため、接地面
積が広く沈下は少なくなる。

【００１２】ラグ１２及び羽根１３は輪体６の弾性体８
より高硬度であり、弾性体８の振動吸収効果を保持した
うえで、高剛性のラグ１２及び羽根１３は大きな牽引力
を発生し、制動性も発揮する。弾性体８を形成するゴム
素材１６の周溝１７内に、発泡剤を混入した発泡ゴム材
１８とリム５を挿入し、これらを下金型１４内に配置す
ると共に、それらの径外側にスラグ２２を配置して、上
下金型１４内で加熱成形すると、金型１４から最も早く
加熱されるスラグ２２が流動し、ラグ１２及び羽根１３
が成形されると共に、弾性体８の成形と発泡体９の成形
も同時に行なわれ、発泡ゴム材１８の膨張圧力によって
、ゴム素材１６及び流動スラグ２２を内側から金型１４
に押付けて成形する。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。図１〜４において、農用車輪１は中央のボス２と、
このボス２から放射状に設けた複数本（３本）のスポー
ク３と、ボス２とスポーク３とを連結している補強板４
と、スポーク３の外端に設けられた輪体６とを有し、こ
の輪体６はスポーク３の外端に溶着されたリム５と、リ
ム５を被覆した弾性体８等とから構成されている。

【００１４】前記リム５はスポーク３と共に断面円形の
パイプで形成され、ボス２と同芯の環状であり、その外
周には全周面に接着ゴム層７が設けられている。輪体６
の弾性体８はリム５に固着されていて輪体外形を形成し
ており、その内部全周に亘って発泡体９を内包している
。前記弾性体８は例えばＪＩＳ硬度５０〜７０度（ＪＩ
ＳのＡ型硬度計にて）のゴムが使用されている。弾性体
８のトレッド部１１にはラグ１２及び羽根１３が突設さ
れている。このラグ１２及び羽根１３は、弾性体８より
高硬度、例えばＪＩＳ硬度７５〜８５度（ＪＩＳのＡ型
硬度計にて）のゴム等の弾性材が使用されている。

【００１５】ラグにはトレッド部１１のセンタに周方向
等間隔に突設され、３個毎のラグ１２から左右交互に片
羽根状の大羽根１３Ｌが設けられ、各大羽根１３Ｌ間の
２個のラグ１２から左右交互に突出した片羽根状の小羽
根１３Ｓが設けられている。これらラグ１２及び羽根１
３は弾性体８と一体となっており、輪体６の表面には従
来の中空車輪のような接合部は存在しない。

【００１６】弾性体８の内周側は略三角形状になってい
て、リム５を被覆してその内周側まで延設されており、
リム５の円形断面の周囲の略２分の１乃至４分の３の範
囲で接着ゴム層７を介して接合されている。弾性体８の
サイドウオール部１９は従来の空気入りタイヤ車輪と略
等しく、中空車輪より薄肉に設定されている。前記発泡
体９は天然ゴム又はスチレンブタジエンゴム等に、カー
ボン、充填剤、イオウ等所要の配合薬品を練り込んだゴ
ムに、更に発泡剤を練り込み、発泡剤入りゴム材を使用
しており、これを加硫時の加熱によって発泡させて、例
えばＪＩＳ硬度２０〜５５度、好ましくは硬度２５〜４
５度（ＪＩＳのＣ型硬度計にて）の比較的低硬度のスポ
ンジ状ゴム体に変化させたものであり、発泡剤入りゴム
材から発泡体９までの体積変化率は、１５０〜４００％
であり、この体積変化率は発泡剤配合量、加熱条件等を
変更することにより調整できる。

【００１７】発泡体９はリム５より径外側で弾性体８内
に内包され、接着ゴム層７を介してリム５を接合されて
おり、左右方向に広幅の変形的な断面四角形状であり、
リム５との接着面積を確保するために、内周側のリム接
着面が断面円弧状となっている。図５に基いて農用車輪
の製造方法を説明する。

【００１８】１４Ｄ，１４Ｕは上下一対の金型で、夫々
に車輪軸方向に２分割した環状のキャビテイ１５Ｄ，１
５Ｕを有する。１６は弾性体８を構成する環状のゴム素
材で、径内側に開口した周溝１７を有する断面コ字形に
形成されており、下金型１４Ｄの下キャビテイ１５Ｄ内
に配置される。また、下金型１４Ｄの下キャビテイ１５
Ｄの径外側には、上金型１４Ｄの合わせ面となる段部２
３にスラグ２２が配置される。このスラグ２２は、ラグ
１２及び羽根１３に相当する量のゴムを角棒状に形成し
、環状に丸めて下金型１４Ｄ内に配置する。

【００１９】前記ゴム素材１６の周溝１７の奥には発泡
体９を構成する発泡ゴム材１８が挿入され、この発泡ゴ
ム材１８より径内側には接着ゴム層７を被覆したリム５
が挿入されている。前記リム５は下金型１４Ｄに対して
芯合せが行なわれ、上下金型１４Ｄ，１４Ｕを締付けた
ときに、上下キャビテイ１５Ｄ，１５Ｕ内のピン（図示
せず）によって車輪軸方向の位置が設定されるようにな
っており、発泡ゴム材１８はリム５に接着され、ゴム素
材１６はリム５及び発泡ゴム材１８に嵌合することによ
り、リム５に対して径方向及び軸方向の位置が略設定さ
れている。

【００２０】図５の状態から上下金型を例えば１６０〜
１７５℃に加熱しながら締付けていくと、まずスラグ２
２が上下金型１４から熱を受けて軟化し、プレス圧によ
ってキャビテイ１５内に流動し始め、これとオーバーラ
ップしながら、ゴム素材１６がプレス圧と熱とによって
変形しながら昇温し、発泡ゴム材１８がゴム素材１６か
らの伝導熱によって例えば１１０〜１３０℃に達すると
発泡を開始する。

【００２１】発泡ゴム材１８が発泡を開始すると、流動
スラグ２２及びゴム素材１６は金型１４による外側から
の変形に加えて、内側から発泡による膨張圧力を受ける
ことになり、流動スラグ２２が上下キャビテイ１５Ｄ，
１５Ｕのラグ対応部及び大小羽根対応部へ流れてこれを
埋め、ゴム素材１６は上下キャビテイ１５内の流動域が
制限されて弾性体対応部を充填し、リム５の内周側へも
流動する。このとき、流動スラグ２２とゴム素材１６と
は、多少混ざることがあっても余り支障はない。

【００２２】例えば、発泡体９の体積比率２に対して発
泡ゴム材１８の体積比率を１にしている場合、発泡ゴム
材１８を２００％に膨張させると、体積変化率は２００
％となり、膨張時の圧力が零になるまで、ゴム素材１６
を金型１４に押し付ける。これに対し、発泡ゴム材１８
を２０１％以上４００％程度まで膨張させると、体積変
化率は約２００％であるが、所定形状の発泡体９となっ
た状態でも弾発力のあるもの（弾性体８を切り裂くと、
発泡体９がはみ出してくる。）となり、膨張時には高圧
力でゴム素材１６を金型１４に押し付け、製品になった
ときには弾性体８内に高圧空気を封入したと同じような
弾性性能を与える。

【００２３】図６は本発明農用車輪１の第１変形例を示
しており、発泡体９は断面長円形に形成され且つ車輪径
方向内外２層になっており、接着ゴム層７はリム５の円
形断面の略３分の２周又は半周に形成されている。前記
発泡体９は外周側発泡体９Ａが例えばＪＩＳ硬度２０〜
３５度（ＪＩＳのＣ型硬度計にて）の発泡ゴム材が使用
され、内周側発泡体９Ｂが例えばＪＩＳ硬度４０〜５５
度（ＪＩＳのＣ型硬度計にて）の発泡ゴム材が使用され
ている。この車輪１の製造は、発泡ゴム材１８を２層に
しておくだけで、前記実施例と同様にできる。

【００２４】前記内周側発泡体９Ｂを比較的高硬度にす
ることにより、リム５との接着性を良くすることができ
るうえに、羽根１３による牽引力を保障することができ
、また、外周側発泡体９Ａを比較的低硬度又は高膨張の
材料にすることにより、振動吸収効果を確保することが
でき、よって、全体として走行性を良好にしたうえで、
リム５に伝わる振動をより少なくできる。尚、前記発泡
体９の層区分は、２種以上の硬度の異なる層を内外３層
以上形成することもできる。

【００２５】弾性体８の肉厚（ゲージ）はタイヤ最大幅
部が最も薄く、タイヤ幅をＷ、発泡体９幅をＹとすると
、Ｙ＝０．６〜０．９Ｗの範囲が好ましく、０．７〜０
．８Ｗが最適である。前記発泡体９幅Ｙが０．９Ｗより
大になると、弾性体８の肉厚が薄くなりすぎて発泡体９
の圧力によって変形することがあり、また、発泡体９幅
Ｙが０．６Ｗより小になると、弾性体８の肉厚が厚くな
りすぎて撓みが小さくなり、振動吸収が悪くなって、発
泡体９を内包する意味がなくなる。

【００２６】図７、８は本発明の第２変形例を示してお
り、車輪１の輪体６には軸方向両側に突出した両羽根１
３Ａが周方向一定間隔おきに形成され、各両羽根１３Ａ
間に３個のブロック状ラグ１２Ａが等間隔に突設されて
いる。両羽根１３Ａは実施例の片羽根１３より径方向寸
法が短く、サイドウオール部の途中までの長さになって
いる。

【００２７】弾性体８内の発泡体９は第１変形例と同様
に、外周側発泡体９Ａと内周側発泡体９Ｂとを有する。 輪体６の断面形状は丸みをおびており、そのため内部の
発泡体９は幅対肉厚の比が小さく設定されている。輪体
６のトレッド部１１には中央に分水突条２１が形成され
ている。尚、前記第１変形例の発泡体９の多層構造及び
タイヤ幅に対する比率、第２変形例のラグ及び羽根形状
などは、前記実施例にも適用できる。

【００２８】また、本発明は前記実施例及び変形例に限
定されるものではなく、種々変形することができる。例
えば、ゴム素材１６及び発泡ゴム材１８に接着性の高い
ものを使用して接着ゴム層７を省略したり、弾性体８の
ラグ１２、大小羽根１３Ｌ，１３Ｓ、両羽根１３Ａ等の
形状、個数等を変更したりしても良い。また、ゴム素材
１６の断面形状は発泡ゴム材１８及びリム５を挿入する
周溝１７を有しておれば、その外形は種々設定でき、発
泡ゴム材１８は全域略均一に膨張するものとして、出来
上りの発泡体９の形状に相似形の断面形状としておけば
良い。

【００２９】更にまた、輪体６はリム５に羽根１３を形
成する金属板を溶着し、各羽根板間に弾性体８及び発泡
体９を配置したり、リム５に円板の外周を軸方向に折曲
げてフランジ状にしたものを使用したりしても良い。

【００３０】

【発明の効果】以上詳述した本発明農用車輪によれば、
リムより径外側の弾性体内に全周に亘って発泡体が内包
し、ラグ及び羽根を輪体より高硬度のゴム等弾性材で形
成しているので、外圧によって弾性体が変形すると、発
泡体が空気圧の如く弾性体を内側から弾力的に支持する
ことができ、従来の空気入りタイヤ車輪の空気圧と略同
等の振動減少効果を有し、広幅にして沈下を少なくでき
、パンク及び内圧自然減少もなく、内圧管理が不要であ
り、中空車輪と比較して、発泡体を必要とするが弾性体
のサイドウオール部を充分薄肉にでき、発泡体は重量が
小さいので重量増加は阻止でき、しかもそのうえに、大
きな牽引性能と制動性能とを発揮することができる。

【００３１】また、本発明製造方法によれば、ゴム素材
の周溝内に発泡剤混入発泡ゴム材とリムとを挿入して、
これを金型内に入れると共に、これらの径外側にラグ及
び羽根相当量のスラグを配置し、上下金型を締めてこれ
らを押圧して加熱成形するだけで、従来のゴム焼付車輪
と略同様に簡単且つ安価に製造でき、スラグを先行加熱
すると共に、発泡ゴム材の膨張によりゴム素材を内側か
ら金型に押し当てるので、ラグ、羽根及び弾性体の外形
の成形精度が良好になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明農用車輪を示し、図３のＡ−Ａ線断面に
相当する断面図である。

【図２】図３のＢ−Ｂ線断面に相当する断面図である。

【図３】農用車輪の平面図である。

【図４】農用車輪の全体正面図である。

【図５】本発明の農用車輪の製造方法を説明するための
断面説明図である。

【図６】本発明農用車輪の第１変形例を示した断面図で
ある。

【図７】本発明農用車輪の第２変形例を示し、図８のＣ
−Ｃ線断面に相当する断面図である。

【図８】第２変形例の農用車輪の全体正面図である。

【符号の説明】

１　　農用車輪 ５　　リム ６　　輪体 ８　　弾性体 ９　　発泡体 １２　　ラグ １３　　羽根 １４　　金型 １６　　ゴム素材 １７　　周溝 １８　　発泡ゴム材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　環状のリムをゴム等の弾性体で被覆し
   て輪体を形成し、この輪体の外周に周方向間隔をおいて
   ラグと羽根とを一体成形した農用車輪において、前記輪
   体はリムよりも径外側の弾性体内に全周に亘って発泡体
   を内包し、ラグ及び羽根を輪体より高硬度のゴム等弾性
   材で形成したことを特徴とする農用車輪。
2. 【請求項２】　　径内側に開口した周溝を有するゴム素
   材の周溝奥に、ゴム素材より低硬度で且つ低温発泡する
   発泡剤を混入した発泡ゴム材を挿入し、この発泡ゴム材
   より径内側で周溝に環状リムを挿入し、これらゴム素材
   、発泡ゴム材及びリムを上下金型内に挿入し、下金型内
   のゴム素材より径外側にラグ及び羽根相当量のスラグを
   配置し、この上下金型を前記発泡剤の発泡温度より高い
   温度に加熱しながら締付けて、スラグを流動させながら
   、発泡ゴム材を発泡させてゴム素材を上下金型に押し当
   てて成形することを特徴とする農用車輪の製造方法。