(57)【要約】【課題】製造コストの上昇を伴わないで曲げ強度が高められた農用車輪を提供する。【解決手段】農用車輪１は、円環状に曲げられ両端が接続されたリム４と、一端がリムの内周側に接続され他端がリムの中心に向けて延びた複数の管状のスポーク５と、リムの中心においてスポークの他端を接続するボスと、少なくともリムの外周側を被覆してリムと一体化され弾性材料で形成された弾性輪体と、を有し、スポークは、その軸心に直交する断面が回転軸方向が長径である楕円形であり、楕円形の長径と短径との比（長径÷短径）が１．２以上２．０以下である。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状に曲げられ両端が接続されたリムと、
一端が前記リムの内周側に接続され他端が前記リムの中心に向けて延びた複数の管状のスポークと、
前記リムの中心において前記スポークの他端を接続するボスと、
少なくとも前記リムの外周側を被覆して前記リムと一体化され弾性材料で形成された弾性輪体と、を有し、
前記スポークは、
その軸心に直交する断面が回転軸方向が長径である楕円形であり、
前記楕円形の長径と短径との比（長径÷短径）が１．２以上２．０以下である
ことを特徴とする農用車輪。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軟弱地盤を走行する田植機等の農業機械に装着される農用車輪に関する。
【背景技術】
【０００２】
水田および畑等で使用される農業機械に装着される農用車輪は、例えば、特許文献１に開示されている農用車輪８１（図５参照）のように、農業機械の荷重を支えるための鉄車８２が、複数本の金属製円管で形成されたスポーク８３，８３，８３と、円環状に曲げられた金属製の円管で形成されたリム８４とを溶接等により一体化されて形成される。
【特許文献１】特開平７−４７８１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
農用車輪８１が装着される農業機械は、平坦な路面だけではなく、畝またはあぜ等を乗り越える等の凹凸の激しい路面を走行するものである。しかし、特許文献１に記載されたような、円管で形成されたスポーク８３は、その軸心方向に加わる外力Ｗ１に対して高い強度（圧縮強度）を有するが、横方向（回転軸の方向）から外力Ｗ２が加えられ、車軸と接地するリム８４との間で生じる曲げモーメントに対する曲げ強度が十分ではない。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、製造コストの上昇を伴わないで曲げ強度が高められた農用車輪を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
すなわち、本発明に係る農用車輪は、円環状に曲げられ両端が接続されたリムと、一端が前記リムの内周側に接続され他端が前記リムの中心に向けて延びた複数の管状のスポークと、前記リムの中心において前記スポークの他端を接続するボスと、少なくとも前記リムの外周側を被覆して前記リムと一体化され弾性材料で形成された弾性輪体と、を有し、前記スポークは、その軸心に直交する断面が回転軸方向が長径である楕円形であり、前記楕円形の長径と短径との比（長径÷短径）が１．２以上２．０以下である。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によると、製造コストの上昇を伴わないで曲げ強度が高められた農用車輪を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は本発明に係る農用車輪１の正面図、図２は図１におけるＡ−Ａ矢視断面図である。なお、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＢ−Ｂ矢視断面である。
以下の説明において、図１における農用車輪１の正逆回転方向を周方向、農用車輪１の半径方向を半径方向または径方向、および図２において農用車輪１の回転中心ＲＡが延びる方向を軸方向または幅方向という。
農用車輪１は、軟弱地盤を走行する田植機等の農業機械に装着され、鉄車２および弾性輪体３からなる。
【０００７】
鉄車２は、リム４および３本のスポーク５，５，５等からなる。
リム４は、金属製の管が円環状に曲げられ、両端が溶接等により接続されたものである。
スポーク５は、金属製の管で形成される。スポーク５は、一端がリム４の内周側に溶接等で接続され、他端がリム４の中心に向けて延びている。スポーク５，５，５は、農用車輪１の回転中心から放射状にそれぞれ１２０度間隔で設けられており、いずれも他端がボス６に溶接等により固定されている。図２（ｂ）に示されるように、スポーク５，５，５は、その軸心に直交する断面が楕円形をしており、その長径は、軸方向に一致している。
【０００８】
隣り合うスポーク５，５は、補強のためのリブ７，７，７により連結されている。
弾性輪体３は、リム４にゴム等の弾性材料を被覆して焼き付け（加硫接着）することにより形成され、略円環状の形状を有する。弾性輪体３は、周方向ラグ８，…，８および推進ラグ９，…，９を備える。
周方向ラグ８，…，８は、弾性輪体３における外周側に周方向に等間隔で配されている。個々の周方向ラグ８は、その径方向における外方端面１０が軸方向に所定の幅および周方向に所定の長さを有して径方向外方に向けて突出している。
【０００９】
推進ラグ９，…，９は、周方向ラグ８の軸方向におけるいずれかの側に設けられている。周方向に隣り合う推進ラグ９，９は、軸方向について交互に配されて径方向外方に向けて突出している。個別の推進ラグ９は、径方向のその外方端面１１が周方向ラグの外方端面１０に連続する。
表１はスポークの断面形状を種々変更して農用車輪の強度を調べた結果である。
【００１０】
【表１】
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【００１１】
表１に示される調査は、次のようにして行った。
先ず、断面形状が円形の３本のスポークを有する農用車輪１Ｂを農業機械に装着し、農業機械が載せられる床面の傾斜を水平または３０度傾斜とし、それぞれの傾斜においてスポークの位置を変え、傾斜とスポークの位置との各組み合わせ（条件−１〜４）について、農業機械に積む錘を段階的に増加させて、農用車輪１Ｂが変形する錘の合計の重さを求める（比較例２）。
図３および図４は農用車輪の強度を調べたときの床面の傾斜とスポークの位置とを示す図である。
【００１２】
次に、各断面形状（長径／短径）が種々の楕円形である３本のスポークを有する農用車輪１Ｂを農業機械に装着し、同様に異なる床面の傾斜と異なるスポークの位置とを組み合わせて、農用車輪１Ｂが変形するときの農業機械に積まれた錘の合計重さを求める（実施例１〜５、比較例１）。
断面形状が円形のスポークを有する農用車輪１Ｂが変形するそれぞれの錘の重量Ｗｓ１〜Ｗｓ４を基準とし、同一の床面の傾斜およびスポーク位置における楕円形のスポークを有する農用車輪１Ｂが変形するときの錘の重量Ｗｔ１〜Ｗｔ４と基準の重量Ｗｓ１〜Ｗｓ４との比（Ｗｔ１／Ｗｓ１，…，Ｗｔ４／Ｗｓ４）をそれぞれの「強度指数」とする。
【００１３】
表１における農用車輪は、リムの外径が２５．４ｃｍ、リムの肉厚が１．６ｍｍおよびスポークの肉厚が２．８ｍｍに統一されている。また、実施例１〜５および比較例１，２のスポークの材料は同一であり、断面における材料の面積も同一である。実施例１〜５および比較例１における「長径／短径」は、外周の寸法を用いて算出した。
また、スポークの形状による差違を明確にするため（リブの影響を排除するため）、農用車輪はリブを有しないものを使用した。
表１における「条件−１」は、図３（ａ）に示されるように、農用車輪１Ｂをスポーク５，５，５のうちの１本が回転中心ＲＡから傾斜のない床面Ｇ１に垂直になる位置としたときの調査結果である。「条件−２」は、スポーク５の位置が条件−１と同じであって、図３（ｂ）に示されるように、農用車輪１Ｂの回転中心ＲＡに対して３０度傾斜する床面Ｇ２に農業機械を載せたときの調査結果である。「条件−３」は、農用車輪１Ｂを２本のスポーク５，５が回転中心ＲＡから下部において水平な床面Ｇ１といずれも３０度傾斜する位置として水平な床面Ｇ１に農業機械を載せた場合であり（図４（ｃ））、「条件−４」は、農用車輪１Ｂを条件−３の位置とした状態で条件−２と同様に農用車輪１Ｂの回転中心ＲＡに対して３０度傾斜する斜面Ｇ２に農業機械を載せたときの結果である（図４（ｄ））。
【００１４】
なお、表１における断面楕円形のスポークを有する農用車輪（実施例１〜５、比較例１）は、全てスポーク断面の長径が軸方向（農用車輪１Ｂの回転軸方向）となるように形成されたものである。
条件−１〜４の中でも、特に条件−２（図３（ｂ））において、農用車輪は、スポーク５に曲げモーメントが生じて変形し易い。このような条件−２において、断面形状が楕円形のスポーク５を有する農用車輪（実施例１〜５、比較例１）は、断面形状が円形のスポークを有する農用車輪（比較例２）よりも変形するときの荷重が大きく曲げ強度が大きい。
【００１５】
楕円形の断面形状を有するスポーク５は、短径を中立軸として求められる断面係数が、円形の断面形状を有するスポークの断面係数よりも大きい。したがって、断面形状が楕円形のスポーク５，５，５を有する農用車輪は、条件−２において、車軸を介して加わる農業機械の荷重によってスポーク５に生ずる応力が小さくなり、断面円形のスポークを有する農用車輪に比べて高い曲げ強度を得ることができる。
条件−３（図３（ｃ））では、断面形状が楕円形のスポーク５は、長径を中立軸として求められる断面係数が断面円形のスポークの断面係数よりも小さい。そのため、車軸より下にあるスポーク５，５に生ずる応力は断面円形のスポークよりも大きくなり、断面楕円形のスポーク５，５，５を有する農用車輪は、断面円形のスポークを有する農用車輪に比べて、強度が若干劣る結果となった。
【００１６】
条件−４では、条件−２と同様の曲げモーメントがリム４を通して両側２本のスポーク５，５に伝わり、条件−２と同様に楕円形であるスポーク５，５，５の方が応力が小さくなる。
表１を総合的に評価すると、断面形状が楕円形のスポーク５，５，５を有する農用車輪は、断面形状が円形のスポークを有する農用車輪と比べて、軸方向に生じる曲げモーメントに対する曲げ強度に関して優れているといえる。したがって、スポーク５の断面形状を楕円形とすることで、材料費（材料重量）の増加を伴わないで、つまり製造コストを増大させずに、農用車輪の曲げ強度を高めることができる。
【００１７】
条件−２および条件−４の回転中心（車軸）ＲＡを含む面における曲げモーメントに対する強度指数の向上が比較例２に比べて１０％以上であり、かつ条件−３の回転中心ＲＡに直交する面における曲げモーメントに対する強度指数の低下が比較例２に比べて１０％未満である場合を実用的な利用価値があると判断した。
そうすると、表１から、断面形状が楕円形のスポーク５のうち、特に長径と短径との比（長径÷短径）が１．２以上２．０以下のスポーク５を有する農用車輪が、総合的に高い曲げ強度を有する。
【００１８】
このような断面形状が楕円のスポークは、細長い板材がその長手方向に円環状に曲げられ、両端が溶接等により接続されて形成されたリムと組み合わされた鉄車を有する農用車輪においても、農用車輪１と同様に、高い曲げ強度を得ることができる。
なお、スポークを４本以上有する農用車輪においても、断面形状が楕円形のスポークは断面形状が円形のスポークに比べて、総合的に変形し難く、曲げ強度が高い。
上述の実施形態において、農用車輪１，１Ｂ、および農用車輪１，１Ｂの各構成または全体の構造、形状、寸法、個数、材質などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明は、軟弱地盤を走行する田植機等の農業機械に装着される農用車輪に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は本発明に係る農用車輪の正面図である。
【図２】図２は図１におけるＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】図３は床面の傾斜とスポークの位置とを示す図である。
【図４】図４は床面の傾斜とスポークの位置とを示す図である。
【図５】図５は従来の農用車輪の回転軸を含む面における断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１，１Ｂ  農用車輪
３  弾性輪体
４  リム
５  スポーク
６  ボス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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