(57)【要約】【課題】水田作業機用の車輪において、強度の向上及び軽量化を図る。【解決手段】円環状のリム２１とリム２１における円環の中心側からリムに向けて放射状に延び、且つ、リムに接続される複数のスポーク２３とを備え、局部的な応力の集中を避けリム２１及びスポーク２３の全体で負荷を受けるように、リム２１及びスポーク２３の強度特性が設定されている。【選択図】図２
2018176933.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状のリムと
前記リムにおける円環の中心側から前記リムに向けて放射状に延び、且つ、前記リムに接続される複数のスポークとを備え、
局部的な応力の集中を避け、前記リム及びスポークの全体で負荷を受けるように、前記リム及び前記スポークの強度特性が設定されている水田作業車の車輪。
【請求項２】
前記リムにおける円環の中心領域に設けられたハブを備え、
前記スポークにおける前記ハブ側の端部が前記ハブにおける中心部分よりも径方向外側の部分に接続されている水田作業車の車輪。
【請求項３】
前記ハブにおける前記中心部分に、車軸側フランジ部に接続される車輪側フランジ部が形成されている請求項２に記載の水田作業車の車輪。
【請求項４】
前記複数のスポークとして４本のスポークが備えられ、隣接するスポークの前記中心側への延長線のなす角度が８５°〜９５°である請求項１〜３のいずれか１項に記載の水田作業車の車輪。
【請求項５】
下記の式（１）によるｒが、０．４以上且つ２．２以下である請求項１〜４のいずれか１項に記載の水田作業車の車輪。
ｒ＝Ｚ１/Ｚ２        式（１）
（ここで、Ｚ１は前記スポークの強度特性としての前記スポークの断面係数であり、Ｚ２は前記リムの強度特性としての前記リムの断面係数である。）
【請求項６】
ｒが、０．４以上且つ１．７以下である請求項５に記載の水田作業車の車輪。
【請求項７】
Ｚ１及びＺ２の和が、１５００ｍｍ３以上且つ２２００ｍｍ３以下である請求項５又は６に記載の水田作業車の車輪。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗用型や歩行型の田植機、直播機及び薬剤散布機等の水田作業機に使用される車輪に関する。
【背景技術】
【０００２】
水田作業機用の車輪として、例えば特許文献１に開示されているような車輪がある。
特許文献１の車輪では、円環状のリムと、リムに取り付けられた円盤状のディスク部と、ディスク部の外周部に取り付けられたゴム製の接地部と、リムの中心部に設けられたボス部と、リムとボス部とに亘って設けられた複数のスポークとが備えられている。この車輪はボス部に車軸の端部が挿入されることにより、車軸に取り付けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−８３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
水田作業機用の車輪において、強度の向上及び軽量化の要望がある。
本発明は、水田作業機用の車輪において、強度の向上及び軽量化を図ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の水田作業車の車輪は、円環状のリムと、前記リムにおける円環の中心側から前記リムに向けて放射状に延び、且つ、前記リムに接続される複数のスポークとを備え、局部的な応力の集中を避け、前記リム及び前記スポークの全体で負荷を受けるように、前記リム及び前記スポークの強度特性が設定されている。
【０００６】
本構成によれば、車輪が、局部的な応力の集中を避け、リム及びスポークの全体で負荷を受けるので、不要な補強部材等を減少させることができ、車輪の強度の向上及び軽量化を図ることができる。
【０００７】
上記構成において、前記リムにおける円環の中心領域に設けられたハブを備え、前記スポークにおける前記ハブ側の端部が前記ハブにおける中心部分よりも係方向外側の部分に接続されていると好適である。
【０００８】
本構成によれば、本構成によれば、ハブを強度部材として機能させ、リム、スポーク、及び、ハブの全体で負荷を受けることができ、一層の強度の向上及び軽量化を図ることができる。
【０００９】
上記構成において、前記ハブにおける前記中心部分に、車軸側フランジ部に接続される車輪側フランジ部が形成されていると好適である。
【００１０】
本構成によれば、ハブの一部を車軸側への取付部材として利用することにより、別途に車輪を車軸に取り付けるための部材を設ける必要が無いので一層の軽量化を図ることができる。
【００１１】
前記複数のスポークとして４本のスポークが備えられ、隣接するスポークの前記中心側への延長線のなす角度が８５°〜９５°であると好適である。
【００１２】
本構成によれば、隣接するスポークの前記中心側への延長線のなす角度が略９０°となり、スポークが均等に配置されることとなる。このため、各スポークが受ける負荷が均等になり、局部的な負荷の集中を防止することができる。
【００１３】
上記構成において、下記の式（１）によるｒが、０．４以上且つ２．２以下であると好適であり、ｒが、０．４以上且つ１．７以下であると特に好適である。
【００１４】
ｒ＝Ｚ１/Ｚ２        式（１）
（ここで、Ｚ１は前記スポークの強度特性としての前記スポークの断面係数であり、Ｚ２は前記リムの強度特性としての前記リムの断面係数である。）
【００１５】
スポークとリムとの強度バランスを上記のように設定することにより、特に好適に局部的な応力の集中を避けることができる。
【００１６】
上記構成において、Ｚ１及びＺ２の和が、１５００ｍｍ３以上且つ２２００ｍｍ３以下であると好適である。
【００１７】
一般的に断面係数が大きくなると強度は向上するものの重量が増加する。そこで、Ｚ１及びＺ２の和をこのように設定することにより、車輪の重量の増加を抑制しつつ強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】乗用型田植機の全体側面図である。
【図２】後車軸ケース及び後輪支持ケース、後輪の縦断正面図である。
【図３】前輪のディスク部の全体斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施形態における前後方向及び左右方向は、特段の説明がない限り、以下のように記載している。機体の作業走行時における前進側の進行方向が「前」であり、後進側の進行方向が「後」である。前後方向での前向き姿勢を基準として右側に相当する方向が「右」であり、左側に相当する方向が「左」である。
【００２０】
（乗用型田植機の全体構成）
図１に、水田作業機の一例である乗用型田植機が示されている。
図１に示すように、右及び左の前輪１、右及び左の後輪２で支持された機体の後部に、上下揺動自在なリンク機構３が備えられて、リンク機構３の後部に苗植付装置５が支持され、リンク機構３を昇降駆動する油圧シリンダ４が備えられている。
【００２１】
図１に示すように、苗植付装置５は、植付アーム８、植え付けアーム８を駆動するクランク機構７、フロート９及び苗のせ台１０等を備えている。これにより、苗のせ台１０が左右に往復横送り駆動されるのに伴って、植付アーム８が苗のせ台１０の下部から苗を取り出して田面に植え付ける。
【００２２】
（後輪の支持構造及び後輪への伝動構造）
図１，３に示すように、機体の後部に後輪支持ケース１３が縦軸芯周りに操向自在に支持されている。
【００２３】
図３に示すように、後輪支持ケース１３の内部に伝動軸１５及び車軸１６が支持されている。車軸１６の外端部にフランジ部１６ａが備えられており、車軸１６のフランジ部１６ａに、後輪２（車輪に相当）が連結されて支持されている。
【００２４】
図１，３に示すように、エンジン（図示せず）の動力が、静油圧式無段変速装置（図示せず）、ミッションケース１１の内部の変速装置（図示せず）、プロペラシャフト（図示せず）等を介して、伝動軸１５、伝動軸１５のベベルギヤ１５ａ及び車軸１６のベベルギヤ１６ｂを介して、車軸１６に伝達されて、後輪２が回転駆動される。
【００２５】
（後輪の詳細構造）
図２，３に示すように、後輪２は、円環状のリム２１と、リム２１によって形成される円環の中心領域に位置するハブ２２と、リム２１とハブ２２とに亘って設けられた複数（本実施形態では４本）のスポーク２３と、硬質のゴム製でリング状の接地部２４とを備える。
【００２６】
図３に示すように、リム２１は、例えば、中空のパイプ部材を円環状に曲げ加工することにより構成されている。ハブ２２は、板状部材を絞り加工（プレス加工）することにより構成されている。スポーク２３は、中空のパイプ部材により構成されている。
【００２７】
スポーク２３の一端２３ａ（後輪２の径方向における外側の端部）が、リム２１の内周部分に取付けられている。スポーク２３とリム２１とは、例えば、溶接により連結されている。スポークの他端（後輪２の径方向における内側の端部）が、ハブ２２に取付けられている。
【００２８】
ハブ２２は、周壁部２２ａと底壁部２２ｂとを有する椀状を呈し、ハブ２２の内側面（凹面）が機体内側を向くように配置されている。ハブ２２のうち、周方向におけるスポーク２３に対応する位置の周壁部２２ａ及び当該周壁部２２ａに連続する底壁部２２ｂの外周部分が切欠かれることにより、切欠部２２ｄ形成されている。
【００２９】
スポーク２３の他端２３ｂ（ハブ２２側の端部）が、切欠部２２ｄを介してハブ２２の外面側から内面側に挿入されている。スポークの他端２３ｂ側の所定領域が潰されてハブ２２の底壁部２２ｂに沿った板状になっており、当該板状の部分が、例えば溶接によりハブ２２に取付けられている。
【００３０】
スポーク２３の他端２３ｂは、ハブ２２における中心部分よりも径方向外側の部分に接続されている。つまり、スポークの他端２３ｂがハブ２２の底壁部２２ｂにおける中心部分よりも径方向外側の部分に位置する。
【００３１】
４本のスポーク２３が、隣接するスポーク２３の中心側への延長線のなす角度が８５°〜９５°、つまり、略９０°となるように配置されている。これにより、４本のスポークが略均等に配置されている。なお、スポーク２３は３本以下であってもよく、５本以上であってもよい。
【００３２】
ハブ２２の底壁部２２ｂのうちスポーク２３の他端２３ｂよりも内側の領域に円環状のフランジ部２２ｃが形成され、当該フランジ部２２ｃに複数（本実施形態では３つ）の孔部が形成されている。フランジ部２２ｃが、車軸１６のフランジ部１６ａに複数本のボルト２０により連結されている。これにより、後車２が車軸１６に取付けられている。
【００３３】
この後輪２は、局部的な応力の集中を避け、リム２１及びスポーク２３の全体で負荷を受けるように、リム及びスポークの強度特性が設定されることにより、軽量化を図りつつ必要な強度を有する。以下に具体的に説明する。
【００３４】
具体的には、リム２１及びスポーク２３の強度特性として断面係数に着目した場合、下記の式（１）によるｒ値が、０．４以上且つ２．２以下であることが好ましく、さらに好ましくは、ｒが０．４以上且つ１．７以下である。リム２１及びスポーク２３の強度バランスを上記のように設定することにより、局部的な応力の集中を避け、リム２１及びスポーク２３の全体で負荷を受けることができる。
ｒ  ＝  Ｚ１／Ｚ２    （１）
（ここで、Ｚ１はスポーク２３の強度特性としての断面係数であり、Ｚ２はリム２１の強度特性としての断面係数である。）
【００３５】
また、Ｚ１及びＺ２の和が、１５００ｍｍ３以上且つ２２００ｍｍ３以下であることが好ましい。つまり、Ｚ１及びＺ２の和（スポーク２３の断面係数とリム２１の断面係数との和）が大きくなると車輪（後輪２）の強度が増加する一方で、車輪の総重量も増加する。そこで、Ｚ１及びＺ２の和を上記のように設定することにより、車輪の強度を確保しつつ、軽量化を図ることができる。
【００３６】
[実施例]
以下に、上記のｒ値、Ｚ１とＺ２との和を満たす車輪の一例を示す。何れの実施例においても、車輪の形状は図２に示すものである。スポーク及びリムは鉄製の丸パイプ部材から構成されている。スポーク直径φ１はスポークを構成する丸パイプ部材の直径を示し、スポーク厚みｔ１はスポークを構成する丸パイプ部材の壁部の厚みを示す。リム直径φ２はリムを構成する丸パイプ部材の直径を示し、リム厚みｔ２は丸パイプ部材の厚みを示す。
【００３７】
（実施例１）
スポーク直径φ１＝２７．０ｍｍ、スポーク厚みｔ１＝３．２ｍｍ、リム直径φ２＝２５．４ｍｍ、リム厚みｔ２＝１．５ｍｍである。
【００３８】
（実施例２）
スポーク直径φ１＝２７．０ｍｍ、スポーク厚みｔ１＝２．３ｍｍ、リム直径φ２＝２５．４ｍｍ、リム厚みｔ２＝２．０ｍｍである。
【００３９】
（実施例３）
スポーク直径φ１＝２７．０ｍｍ、スポーク厚みｔ１＝３．２ｍｍ、リム直径φ２＝２５．４ｍｍ、リム厚みｔ２＝２．０ｍｍである。
【００４０】
（実施例４）
スポーク直径φ１＝２７．２ｍｍ、スポーク厚みｔ１＝１．９ｍｍ、リム直径φ２＝２５．４ｍｍ、リム厚みｔ２＝２．３ｍｍである。
【００４１】
（実施例５）
スポーク直径φ１＝２５．４ｍｍ、スポーク厚みｔ１＝１．５ｍｍ、リム直径φ２＝２７．０ｍｍ、リム厚みｔ２＝２．３ｍｍである。
【００４２】
（実施例６）
スポーク直径φ１＝２５．４ｍｍ、スポーク厚みｔ１＝２．０ｍｍ、リム直径φ２＝２７．０ｍｍ、リム厚みｔ２＝２．３ｍｍである。
【００４３】
（実施例７）
スポーク直径φ１＝２７．０ｍｍ、スポーク厚みｔ１＝２．３ｍｍ、リム直径φ２＝２７．０ｍｍ、リム厚みｔ２＝２．３ｍｍである。
【００４４】
（実施例８）
スポーク直径φ１＝２７．０ｍｍ、スポーク厚みｔ１＝３．２ｍｍ、リム直径φ２＝２７．０ｍｍ、リム厚みｔ２＝２．３ｍｍである。
【００４５】
（実施例９）
スポーク直径φ１＝２５．４ｍｍ、スポーク厚みｔ１＝１．５ｍｍ、リム直径φ２＝２７．０ｍｍ、リム厚みｔ２＝３．２ｍｍである。
【００４６】
（実施例１０）
スポーク直径φ１＝２５．４ｍｍ、スポーク厚みｔ１＝２．０ｍｍ、リム直径φ２＝２７．０ｍｍ、リム厚みｔ２＝３．２ｍｍである。
【００４７】
（実施例１１）
スポーク直径φ１＝２７．０ｍｍ、スポーク厚みｔ１＝２．３ｍｍ、リム直径φ２＝２７．０ｍｍ、リム厚みｔ２＝３．２ｍｍである。
【００４８】
（実施例１２）
スポーク直径φ１＝２７．０ｍｍ、スポーク厚みｔ１＝３．２ｍｍ、リム直径φ２＝２７．０ｍｍ、リム厚みｔ２＝３．２ｍｍである。
【００４９】
各実施例におけるｒ値及びスポークの断面係数とリムの断面係数との和（Ｚ１+Ｚ２）を以下の表１に纏めた。
【００５０】
【表１】
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[表１]各実施例におけるｒ値及びスポークの断面係数とリムの断面係数との和
【００５１】
表１から明らかなように、各実施例は、ｒが０．４以上且つ２．２以下という条件を満たしており、水田作業車の車輪として適した強度を有している。さらに、実施例２〜１２が、ｒが０．４以上且つ１．７以下という条件を満たしており、水田作業車の車輪として特に適した強度を有している。
【００５２】
また、実施例１〜７、９、１０が、Ｚ１及びＺ２の和が、１５００ｍｍ３以上且つ２２００ｍｍ３以下であるとの条件を満たしており、車輪の重量及び強度の観点から水田作業車の車輪に適している。
【００５３】
また、実施例２〜７、９、１０が、ｒが０．４以上且つ１．７以下であるという条件、及び、Ｚ１及びＺ２の和が、１５００ｍｍ３以上且つ２２００ｍｍ３以下であるという条件の両方を満たしており、特に水田作業車の車輪として好適である。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、乗用型田植機ばかりではなく、歩行型田植機や、直播機及び薬剤散布機等の
水田作業機用の車輪に適用できるのであり、後輪ばかりではなく前輪にも適用できる。
【符号の説明】
【００５５】
１６    車軸
２      後輪（車輪）
２１    リム
２２    ハブ
２２ｃ  フランジ部
２３    スポーク
【図１】
2018176933.tif 000004
【図２】
2018176933.tif 000005
【図３】
2018176933.tif 000006