專利名稱：農用車輪的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及安裝于水稻插秧機等農業(yè)機械的農用車輪。
背景技術：
在水稻插秧機等農業(yè)機械上安裝適于柔軟地面行駛的農用車輪。該農用車輪具備鐵制的車輪、和硫化粘接于該車輪的彈性輪體，在該彈性輪體上設置有為了在柔軟地面上獲得足夠的牽引力的較大的葉片橫條。車輪具備輪轂、和與該輪轂同心狀配置的環(huán)狀的輪輞，輪轂和輪輞經由多條輪輻而連結。輪輻由較長的管材構成，其長度方向的一端部(內端部)通過焊接等與輪轂接合，其另一端部(外端部)通過焊接等與輪輞的內周面接合。在這種農用車輪中，因行駛時作用的周向的驅動力或牽引力而使應力集中在輪輞與輪輻的接合部，因此有可能在該接合部產生金屬疲勞而造成輪輞破損。因此，以往提出有各種加強輪輞和輪輻的接合部來防止輪輞破損的技術。例如，在專利文獻1中公開有以下技術將沿著輪輞的內周面的截面半圓弧形狀的加強補片與輪輻的外端部接合，以使該加強補片與輪輞的內周面接合。另外，在專利文獻 2中公開有利用覆蓋部件來覆蓋輪輞與輪輻的接合部分周邊的技術。專利文獻1 日本特開2008-222226號公報專利文獻1 日本特開2010-125981號公報專利文獻1、2記載的技術，它們的共通點在于，均對輪輞和輪輻的接合部從外側增加了加強部件。但是，若對輪輞和輪輻的接合部增加加強部件，會增加部件數量使部件管理變得復雜，另外，還會增加用焊接來接合加強部件的工序，因此造成農用車輪整體的制造成本的提高。另外，若增加加強部件，則該增加的部分會增大農用車輪的重量，因此還存在導致農業(yè)機械的油耗變差或動力損失這樣的弊端。另外，當農業(yè)機械向左右方向轉彎時，車輪軸向的負載會作用于農用車輪的輪轂與輪輻的接合部分，然而在專利文獻1、2記載的技術中，對于這樣的負載并未特殊考慮。

發(fā)明內容
本發(fā)明是鑒于上述問題所做出的，其目的在于提供能夠極力抑制制造成本增加、 重量增加，并且根據作用于農用車輪的負載適宜地提高輪輻和輪輞以及輪轂的接合部分的強度的農用車輪。本發(fā)明涉及的農用車輪，具備輪轂、從該輪轂向徑向外側呈放射狀延伸的多條輪輻、與該輪輻的徑向外端部接合的環(huán)狀的輪輞、以及硫化粘接于該輪輞的彈性輪體，該農用車輪的特征在于，所述輪輻，在所述輪輞側的端部具備車輪周向尺寸大于車輪軸向尺寸的輪輞側異形部，在所述輪轂側的端部具備車輪軸向尺寸大于車輪周向尺寸的輪轂側異形部。本發(fā)明的農用車輪的輪輻，由于在輪輞側的端部具備輪輞側異形部，因此能夠加長輪輞與輪輻的車輪周向的接合長度，能夠提高輪輞與輪輻的接合部的車輪周向的強度。另外，能夠將因行駛時作用的車輪周向的驅動力或牽引力而在輪輻和輪輞的接合部產生的應力向車輪周向分散。因此能夠減輕輪輞的金屬疲勞，防止造成輪輞破損。另外，由于本發(fā)明的農用車輪無需如專利文獻1、2那樣在輪輻與輪輞的接合部增加加強部件，因此能夠抑制部件數量增加、制造成本增加以及重量增加，能夠防止農業(yè)機械的油耗變差和動力損失。優(yōu)選地，所述輪輻在所述輪轂側異形部與所述輪輞側異形部的長度方向之間，具備車輪軸向尺寸和車輪周向尺寸相同的中間部。所述輪輻在輪輞側異形部及輪轂側異形部中扭轉剛性變高，因此當由于轉彎等而對輪輻作用扭轉方向的力時，應力易集中在輪輞與輪輞側異形部的邊界或輪轂與輪轂側異形部的邊界等截面變化大的部分。本發(fā)明的輪輻，由于在輪轂側異形部與輪輞側異形部的長度方向之間，具備車輪軸向尺寸和車輪周向尺寸相同的中間部，因此能夠在該中間部中適宜地緩和伴隨扭轉方向的力而產生的應力。優(yōu)選地，所述輪輞的車輪軸向尺寸，大于所述輪輞側異形部的車輪軸向尺寸且小于所述中間部的車輪軸向尺寸。在這種情況下推薦，所述輪輻由具有車輪軸向尺寸大于所述輪輞的車輪軸向尺寸的原料形成，通過使該原料的所述輪輞的端部在車輪軸向上塑性變形，由此將該輪輞側異形部的車輪軸向尺寸形成為小于所述輪輞的車輪軸向尺寸。根據該構成，能夠使輪輞側異形部相對于輪輞的接合長度(焊接長度)比以往的長，由此也能夠進一步提高輪輞與輪輻的接合強度。優(yōu)選地，設置有將所述輪轂與在車輪周向上鄰接的所述輪輻連結成一體的加強部件。由于輪轂側異形部的車輪軸向尺寸小于車輪周向尺寸，因此有可能降低輪轂與輪輻的接合部的車輪周向的強度，但由于鄰接的輪輻和輪轂通過加強部件連結，因此能夠適宜地彌補車輪周向的強度。另外，優(yōu)選地，在將從所述輪轂部到所述加強部件的徑向外端部的尺寸設為K時， 所述輪轂側異形部形成在從所述輪轂到徑向外側的1/3K的范圍內。此外，優(yōu)選地，在將從所述加強部件的徑向外端部到所述輪輞的尺寸設為H時，所述輪輞側異形部形成在從所述輪輞到徑向內側的1/3H的范圍內。根據這樣的構成，通過適宜地設定輪轂側異形部和輪輞側異形部的長度，能夠適宜地提高輪輻的強度。特別是，在輪轂側異形部與輪輞側異形部之間形成有中間部的情況下，還能夠適宜地確保該中間部的長度，且借助中間部能夠適宜地緩和由于扭轉方向的力作用于輪輻而產生的應力。根據本發(fā)明，能夠極力抑制制造成本增加、重量增加，并且提高輪輻和輪輞以及輪轂的接合部分的強度。


圖1是本發(fā)明的第一實施方式涉及的農用車輪的側視圖(局部剖斷圖)。圖2是圖1的D-D剖視圖。圖3 (a)是圖2的A-A剖視圖，(b)是圖2的B-B剖視圖，(c)是圖2的C-C剖視圖。
圖4是表示農用車輪的強度試驗中的地面和輪輻的位置的圖。圖5是表示農用車輪的強度試驗中的地面和輪輻的位置的圖。圖6是表示本發(fā)明的第二實施方式中的車輪的局部的側視圖。圖7是圖6的E-E剖視圖。附圖標記說明1...農用車輪；2...車輪；3...彈性輪體；4...輪輞；5...輪轂；6...輪輻；
6a...輪輞側異形部；6b...中間部；6c...輪轂側異形部；7...加強板(加強部件)。
具體實施例方式下面，參照

本發(fā)明的實施方式。圖1是本發(fā)明的第一實施方式涉及的農用車輪的側視圖(局部剖斷圖)，圖2是圖 1的D-D剖視圖。本實施方式的農用車輪1主要由車輪2和彈性輪體3構成。車輪2具備由管材形成為圓環(huán)狀的輪輞4、位于該輪輞4的中心側(農用車輪1的旋轉軸心X側)的輪轂5、 連結輪輞4和輪轂5的多條(本實施方式中為3條)輪輻6、通過焊接等固定于輪輻6及輪轂5的加強板(加強部件)7。輪輞4通過將金屬制的截面為圓形狀的管材彎曲成圓環(huán)狀，并通過焊接等將該管材的兩端連接而形成。輪轂5形成為筒狀，以其軸心與農用車輪1的旋轉軸心X —致的方式配置。通過將該輪轂5安裝于水稻插秧機等農業(yè)機械的本機(行駛車輛)的車軸上，從而將農用車輪1安裝于農業(yè)機械。輪輻6由金屬制的管材形成，以其中心線(軸線)與農用車輪1的徑向一致的方式配置在輪輞4與輪轂5之間。而且，輪輻6的長度方向的一端通過焊接等與輪輞4的內周側接合，其另一端通過焊接等與輪轂5的外周側接合。多條輪輻6沿農用車輪1的周向以等間隔設置。另外，在以下的說明中，將農用車輪1的周向(車輪周向)簡單地稱為“周向”，將農用車輪1的旋轉軸X方向(車輪軸向)簡單地稱為“軸向”。彈性輪體3由橡膠等構成，由通過硫化粘接于輪輞4而覆蓋整個輪輞4的實心橡膠輪胎構成。在該彈性輪體3的外周面沿周向隔開間隔設置有多個橫條8。加強板7是將在周向上鄰接的輪輻6彼此與輪轂5連結成一體的部件。借助該加強板7能夠在輪輻6和輪轂5之間獲得抵抗沿周向賦予農用車輪1的驅動力和牽引力等負載的周向的強度。另外，在圖2中，用K表示加強板7的徑向尺寸。加強板7的徑向尺寸K被設定為 當輪輻6的長度為L時，則K = 1/3L 1/2L。這是因為當加強板7的徑向尺寸K大于1/2L 時，會減小由輪輞4、輪輻6以及加強板7包圍的空間，從而在柔軟地面上行駛時易附著泥土，使得附著的泥土卡掛秧苗的可能性升高。另外，當加強板7的徑向尺寸K大于1/2L時， 會增大農業(yè)機械的轉彎阻力，并且導致由于重量增加引起的油耗變差和動力損失。另外，當加強板7的徑向尺寸小于1/3L時，會減小輪輻6和輪轂5的加強效果。在圖2中，用H表示從加強板7的徑向外端部到輪輞的尺寸，該尺寸H被設定在1/2L 2/3L的范圍。另外， 本實施方式的加強板7由1枚大致三角形狀的板材形成，并設置為從側方覆蓋所有輪輻6 的輪轂5側的端部。
輪輻6的用與其中心線正交的面切斷的截面形狀，在輪輞4側的端部6a、輪轂5側的端部6c、兩端部6a、6c之間的中間部6b相互不同。下面，對該點進行詳細地說明。圖3(a)是圖2的A_A剖視圖，該圖(b)是圖2的B-B剖視圖，該圖(c)是圖2的 C-C剖視圖。輪輻6以截面圓形狀(正圓形狀)的管材為原料，通過沖壓加工等使該原料的兩端部塑性變形來制造。具體而言，如圖3 (a)所示，輪輻6的輪輞4側的端部6a形成為其周向尺寸yl大于其軸向尺寸Xl的長圓形狀或橢圓形狀。相對于此，如圖3(c)所示，輪轂5側的端部6c形成為其軸向尺寸x3大于周向尺寸y3的長圓形狀或橢圓形狀。另外，在輪輻6的長度方向的中間部6b中，不進行沖壓等的塑性加工，而是如圖3(b)所示，保持作為原料的管材的尺寸的原狀，做成周向尺寸y2與軸向尺寸x2相同。以下，將輪輻6的輪輞4側的端部6a稱為輪輞側異形部，將輪轂5側的端部6c稱為輪轂側異形部。輪輞側異形部6a的周向尺寸yl大約為軸向尺寸xl的1. 2倍。另外，輪轂側異形部6c的軸向尺寸x3大約為周向尺寸y3的1.2倍。另外，輪轂側異形部6c，如圖2所示， 位于比加強板7的徑向外端部更靠徑向內側的位置，形成于加強板7的范圍內。另外，如圖2所示，輪輞4的截面為圓形狀，其軸向尺寸(直徑)x0大于輪輞側異形部6a的軸向尺寸xl，且小于中間部6b (輪輻6的原料)的軸向尺寸x2。另外，以往輪輻 6的直徑為與輪輞4的直徑大致相同或其以下，但在本實施方式中，作為輪輻6的原料的管材的軸向尺寸(直徑)為輪輞4的軸向尺寸xO的1.1倍以上(優(yōu)選為1.1 1.3倍)。而且，通過將該管材沿軸向按壓使其塑性變形，由此使輪輞側異形部6a的軸向尺寸xl小于輪輞4的軸向尺寸xO，同時，將輪輞側異形部6a的周向尺寸yl擴大。本實施方式的農用車輪1，在輪輻6的輪輞4側的端部形成有輪輞側異形部6a，因此能夠將輪輞4與輪輻6的周向的接合長度加長，能夠提高輪輞4與輪輻6的接合部的周向的強度。另外，能夠使由于行駛時作用的周向的驅動力和牽引力而反復在輪輻6與輪輞 4的接合部產生的應力沿周向分散。由此，能夠減輕輪輞4的金屬疲勞，能夠防止輪輞4破損。另外，通過形成輪輞側異形部6a，能夠提高輪輻6本身的輪輞4側的端部的周向的強度。另外，雖然作為輪輻6的原料的管材的軸向尺寸大于輪輞4的軸向尺寸xO，然而通過使該管材的輪輞4側的端部塑性變形而形成輪輞側異形部6a，使該輪輞側異形部6a的軸向尺寸xl小于輪輞4的軸向尺寸xO，因此能夠使輪輞側異形部6a的端面整體與輪輞4接觸而進行接合。由此，能夠使輪輞側異形部6a相對于輪輞4的接合長度(焊接長度)比以往長，由此能夠進一步提高輪輞4與輪輻6的接合強度。本實施方式的農用車輪1，由于在輪輻6的輪轂5側的端部形成有輪轂側異形部 6c,因此能夠提高輪輻6本身的輪轂5側的端部的軸向強度，和輪轂5與輪輻6的接合部的軸向強度。因此能夠成為充分地承受農業(yè)機械轉彎時等，作用于輪轂5與輪輻6的接合部的軸向負載的構造。另外，與本實施方式的農用車輪1不同，在輪轂5相對于輪輞4沿軸向偏置的偏置型農用車輪的情況下，由于對輪輻6的輪轂5側的端部更易作用軸向的負載，因此在輪輻6上形成輪轂側異形部6c更為有效。輪輻6的輪轂側異形部6c雖然周向尺寸y3小，但由于形成于加強板7的范圍內， 因此有關周向的強度的降低，能夠通過加強板7充分地彌補。輪輻6具備輪輞側異形部6a和輪轂側異形部6c，它們形成為截面長圓形狀或橢圓形狀，因此當扭轉方向的力作用于輪輻6時，應力易集中在上述部分6a、6c與輪輞4或輪轂5之間。然而，在本實施方式中，由于在輪輞側異形部6a與輪轂側異形部6c之間設置軸向尺寸x2和周向尺寸y2相同，且扭轉剛性低于輪輞側異形部6a和輪轂側異形部6c的中間部6b，因此借助中間部6b能夠適宜地緩和由扭轉方向的力產生的應力。如圖2所示，由于輪轂側異形部6c的軸向尺寸被放大，所以加強板7具有在輪轂5 的附近向軸向外側鼓出的部分(鼓出部)7a。由于具備這樣的鼓出部7a，能夠提高加強板 7的強度，并且增大加強板7相對于輪輻6的接觸長度(焊接長度)，從而能夠提高加強板 7與輪輻6的接合強度。為了驗證以上的本實施方式的效果，本申請的發(fā)明人進行了以下的試驗?！苍囼?〕表1表示對改變輪輞側異形部6a、中間部6b、輪轂側異形部6c的長度的情況下的農用車輪1的強度進行試驗的結果。表 1
試驗所使用的農用車輪1如下。實施例1使用了輪輞側異形部6a(標記為A部)、中間部6b (標記為B部)、以及輪轂側異形部6c (標記為C部)的長度相同的農用車輪1，S卩，A部、B部、C部的長度相對于輪輻6的全長的比率均為大約33%的農用車輪1。同樣地，實施例2使用了 A部、B部、C部的長度相對于輪輻6的全長的比率為20 %、 40 %、40 %的農用車輪1，實施例3使用了該比率為40 %、40 %、20 %的農用車輪1，實施例4 使用了該比率為40%、20%、40%的農用車輪1。相對于此，比較例1使用了輪輻只具有B部、即軸向尺寸和周向尺寸相同的截面圓形狀的輪輻的農用車輪。同樣地，比較例2使用具有只由A部構成的輪輻、即在全長范圍內周向尺寸大于軸向尺寸的輪輻的農用車輪，比較例3使用具有只由C部構成的輪輻、即在全長范圍內軸向尺寸大于周向尺寸的輪輻的農用車輪。另外，比較例4使用了具有A部和B部相對于輪輻的全長的比率各為50%的輪輻的農用車輪，比較例5使用了具有B部和C部相對于輪輻的全長的比率各為50%的輪輻的農用車輪。另外，試驗所使用的所有農用車輪的輪輞和輪輻的原料均相同。并且，使用了在任一農用車輪上均未設置加強板的車輪。如圖4和圖5所示，對安裝有農用車輪的農業(yè)機械設定了共計四個條件，即載置于水平的地面Gl和具有30°C的傾斜的地面G2的兩個類型、和將輪輻6所指向的方向相互改變180°的與兩個類型的組合的共計四個條件(“條件1” “條件4”)。而且，對于各條件，在農業(yè)機械上階段性地增加裝載的錘，并求出農用車輪1變形的錘的合計重量。具體而言，在“條件1”中，如圖4(a)所示，將農用機械載置于水平的地面Gl，并且， 以將3條輪輻6中的1條從旋轉軸心X向下方與地面Gl垂直地延伸的方式配置了農用車輪1。在“條件2”中，如圖4(b)所示，將農用機械載置于相對于水平面傾斜了 30度的地面G2，并且，以將3條輪輻6中的1條從旋轉軸心X向下方與地面G2垂直地延伸的方式配置了農用車輪1。在“條件3”中，如圖5(c)所示，將農用機械載置于非傾斜的水平的地面G1，并以將3條輪輻6中的1條從旋轉軸心X向上方與地面Gl垂直地延伸的方式配置了農用車輪 1。在“條件4”中，如圖5(d)所示，將農用機械載置于相對于水平面傾斜了 30度的地面G2，并以3條輪輻6中的1條從旋轉軸心X向上方與地面G2垂直地延伸的方式配置了農用車輪1。在“條件1”及“條件3”中，從徑向外側對農用車輪1作用來自地面Gl的相對于來自農用機械側的載荷W的反力，在“條件2 ”及“條件4”中，從徑向外側對農用車輪1作用相對于來自農用機械側的載荷W的朝向地面G2的分力的反力，并且從旋轉軸心X方向作用相對于來自農用機械側的載荷W的沿著地面G2的分力的反力。而且，在各條件1 4中，以比較例1的農用車輪1變形時的錘的重量為基準(強度指數100)，將其他比較例2 5、實施例1 4的農用車輪1變形時的錘的重量之比作為各條件的“強度指數”。另外，在本試驗中，使農用車輪1在一定條件下(旋轉速度及負載)行駛，并求出由周向的反復應力引起的疲勞而使輪輞產生破損為止的時間(“條件5”)。并且，以比較例1的情況下的時間為基準(強度指數100)，將其他比較例2 5、實施例1 4的農用車輪 1到破損為止的時間之比作為各條件的“強度指數”。(試驗結果的驗證)如表1所示，比較例2 5的農用車輪與比較例1的農用車輪相比，除條件5夕卜， 均獲得了同等或稍微提高了的強度指數。另外，如比較例2所示，只具有A部的輪輻、即在全長范圍內軸向尺寸大于周向尺寸的輪輻的農用車輪，與比較例1的只具有B部的輪輻的農用車輪相比，顯著地提高了條件 5的強度指數(強度指數130)。另外，如比較例4所示，對于具有A部和B部各50 %的輪輻的農用車輪，與比較例1的只具有B部的輪輻的農用車輪相比，特別是顯著地提高了條件 5的強度指數(強度指數130)。這被認為是由于輪輻的周向尺寸較大從而提高了輪輞與輪輻的接合部的周向強度，另外，由于向周向分散應力從而抑制金屬疲勞。相對于此，如比較例3所示，只具有C部的輪輻、即在全長范圍周向尺寸大于軸向尺寸的輪輻的農用車輪，以及如比較例5所示，具有B部和C部各50%的輪輻的農用車輪， 由于均不具備A部，因此可知特別是條件5的強度指數降低。在實施例1 4的農用車輪、即具有A部 C部所有的輪輻的農用車輪中，發(fā)現與比較例1相比在所有條件下強度指數均得到提高。另外，在條件5中，與比較例2、4同樣， 特別是提高了強度指數。另外，關于條件3，在實施例1 4中能夠獲得高于比較例2 5 的強度指數(120以上)。另外，如實施例1所示，在具有A部 C部的長度相等的輪輻的農用車輪中，與其他的實施例2 4的農用車輪相比在所有的條件1 5中均衡地獲得了較高的強度指數。因此，根據該試驗1可以說實施例1的農用車輪是最優(yōu)選方式。〔試驗2〕表2表示與上述試驗1同樣，對改變輪輞側異形部6a、中間部6b、輪轂側異形部6c 的長度的情況下的農用車輪1的強度進行了試驗的結果。但是在試驗2中，對農用車輪1 設置圖1所示的加強板7，在與該加強板7的尺寸的比較中規(guī)定了輪輞側異形部6a、中間部 6b、輪轂側異形部6c的長度。試驗的條件(條件1 條件幻與試驗1相同。表權利要求
1.一種農用車輪，具備輪轂、從該輪轂向徑向外側呈放射狀延伸的多條輪輻、與該輪輻的徑向外端部接合的環(huán)狀的輪輞、以及硫化粘接于該輪輞的彈性輪體，該農用車輪的特征在于，所述輪輻，在所述輪輞側的端部具備車輪周向尺寸大于車輪軸向尺寸的輪輞側異形部，在所述輪轂側的端部具備車輪軸向尺寸大于車輪周向尺寸的輪轂側異形部。
2.根據權利要求1所述的農用車輪，其中，所述輪輻在所述輪輞側異形部與所述輪轂側異形部的長度方向之間，具備車輪軸向尺寸和車輪周向尺寸相同的中間部。
3.根據權利要求2所述的農用車輪，其中，所述輪輞的車輪軸向尺寸，大于所述輪輞側異形部的車輪軸向尺寸且小于所述中間部的車輪軸向尺寸。
4.根據權利要求3所述的農用車輪，其中，所述輪輻由具有車輪軸向尺寸大于所述輪輞的車輪軸向尺寸的原料形成，通過使該原料的所述輪輞的端部在車輪軸向上塑性變形，由此將該輪輞側異形部的車輪軸向尺寸形成為小于所述輪輞的車輪軸向尺寸。
5.根據權利要求1至4中的任意一項所述的農用車輪，其中，設置有將所述輪轂與在車輪周向上鄰接的所述輪輻連結成一體的加強部件。
6.根據權利要求5所述的農用車輪，其中，在將從所述輪轂部到所述加強部件的徑向外端部的尺寸設為K時，所述輪轂側異形部形成在從所述輪轂到徑向外側的1/3K的范圍內。
7.根據權利要求5或6所述的農用車輪，其中，在將從所述加強部件的徑向外端部到所述輪輞的尺寸設為H時，所述輪輞側異形部形成在從所述輪輞到徑向內側的1/3H的范圍內。
全文摘要
本發(fā)明提供一種農用車輪，能夠抑制制造成本增加、重量增加，并且提高輪輻和輪輞以及輪轂的接合部分的強度。本發(fā)明的農用車輪(1)具備輪轂(5)、從該輪轂(5)向徑向外側呈放射狀延伸的多條輪輻(6)、與該輪輻(6)的長度方向的另一端部接合的環(huán)狀的輪輞(4)、以及硫化粘接于該輪輞(4)的彈性輪體(3)。輪輻(6)在所述輪轂(5)側的端部具備車輪軸向尺寸大于車輪周向尺寸的輪轂側異形部(6c)，在輪輞(4)側的端部具備車輪周向尺寸大于車輪軸向尺寸的輪輞側異形部(6a)。
文檔編號B60B1/02GK102555661SQ201110185650
公開日2012年7月11日 申請日期2011年6月29日 優(yōu)先權日2010年12月22日
發(fā)明者上野吉郎 申請人:住友橡膠工業(yè)株式會社