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【発明の名称】 農用車輪及び車軸への装着構造
【発明者】 【氏名】中島 幸一
【要約】 【課題】農用車輪は、車軸へ取り付けるための軸孔が設けられたボス部と、このボス部まわりでタイヤ支持部材を介して支持された弾性タイヤ部とを有した構造になっているが、この種の農用車輪では、ボス部の軸孔と車軸とのガタツキを原因として走行振動が起こることがあった。

【解決手段】ボス部４に設けられた軸孔３の内周面に少なくとも１箇所の回り止め用内角部１０が設けられ、またこのボス部４には上記内角部１０へ向けつつ、この軸孔３内へ差し込まれた車軸２をその直径方向に押圧可能とする軸止めボルト１２が設けられた構成とした。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 車軸（２）へ取り付けるための軸孔（３）が設けられたボス部（４）と、このボス部（４）まわりでタイヤ支持部材（５）を介して支持された弾性タイヤ部（６）とを有する農用車輪において、上記ボス部（４）に設けられた軸孔（３）の内周面には少なくとも１箇所の回り止め用内角部（１０）が設けられており、このボス部（４）には上記内角部（１０）へ向けつつこの軸孔（３）内へ差し込まれた車軸（２）をその直径方向に押圧可能とする軸止めボルト（１２）が設けられていることを特徴とする農用車輪。
【請求項２】 前記ボス部（４）において、軸孔（３）の内周面のうち軸止めボルト（１２）が進退する部分は平坦面（１１）として形成され、車軸（２）の外周面に対して上記軸止めボルト（１２）のボルト端が対向する状態に平坦部（１５）が設けられるときにこの平坦部（１５）と上記軸孔（３）内の平坦面（１１）とが面対偶で接触可能となっていることを特徴とする請求項１記載の農用車輪。
【請求項３】 前記ボス部（４）において、軸孔（３）の孔形状は前記回り止め用内角部（１０）を含めて奇数個の内角部を有した正多角形とされていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の農用車輪。
【請求項４】 前記正多角形は正五角形又は正三角形であることを特徴とする請求項３記載の農用車輪。
【請求項５】 前記ボス部（４）において、外周を前記軸孔（３）の平坦面（１１）と平行な面を有する多角形とされていることを特徴とする請求項２記載の農用車輪。
【請求項６】 前記弾性タイヤ部（６）には、輪形に沿った全周にわたり板素材をタイヤ幅方向へ折り曲げて形成したリム部（２０）が埋設されていると共にこのリム部（２０）が前記タイヤ支持部材（５）と連結されており、上記リム部（２０）には板素材の折り曲げ強度を高めるための補強部材（２１）がタイヤ幅方向に沿って設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の農用車輪。
【請求項７】 前記補強部材（２１）はリム部（２０）の周方向複数箇所に等配状に設けられていることを特徴とする請求項６記載の農用車輪。
【請求項８】 前記補強部材（２１）は、車輪製造時においてリム部（２０）へ向け弾性タイヤ部（６）の成形素材を射出させる箇所に相当させて複数個が重点的に配置されていることを特徴とする請求項６記載の農用車輪。
【請求項９】 請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の農用車輪（１）が、そのボス部（４）に設けられた軸孔（３）の回り止め用内角部（１０）に面対偶で当接する外角部と、軸止めボルト（１２）のボルト端と対向状に当接する平坦部（１５）とを有した車軸（２）に対して嵌められ、上記軸止めボルト（１２）の締め付けによって固定されていることを特徴とする農用車輪の車軸への装着構造。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、農用車輪及び車軸への装着構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】トラクター等の農業機械で使用される農用車輪として、車軸へ取り付けるための軸孔が設けられたボス部と、このボス部まわりでタイヤ支持部材を介して支持された弾性タイヤ部とを有したものがあり、これらは今や周知である（特開２０００−２３８５０４号公報、特開平８−２２０３号公報等参照）。なお、タイヤ支持部材には、スポークタイプやディスクタイプ、及びこれらの混成（折衷構造）タイプがある。
【０００３】また、弾性タイヤ部には、中空であって空気圧で膨らませる空気入りタイプと、中実のタイプとがあって、このうち中実のタイプでは、その輪形に沿った全周にわたりリム部が埋設され、このリム部がタイヤ支持部材と連結されたものとなっている。そしてまた、このリム部には、中空パイプを用いたものと、板素材をタイヤ幅方向へ折り曲げて形成したものとがある。このような農用車輪では、図１４に示すように、そのボス部１００に設けられた軸孔１０１を農業機械（図示略）の車軸１０２へ差し込んで装着するようになっているが、軸孔１０１と車軸１０２との嵌合関係を、例えばこの図１４に示すような正六角形同士による回り止め状態にし、且つボス部１００に対して径方向へ螺合された軸止めボルト１０３を増し締めして固定するといったことが一般的に行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の農用車輪では、走行振動が発生して乗り心地が悪く、甚だしい場合には操縦安定性にも悪影響が出るということがあった。そこで、このような走行振動の原因を調べたところ、次の二点が大きく関与していることが判った。すなわち、その第一は、ボス部１００に設けられた軸孔１０１の内周面や農業機械の車軸１０２の外周面に生じた摩耗によるガタであり、その第二は、リム部１０５（図１６及び図１７参照）に生じた変形である。
【０００５】軸孔１０１の内周面や車軸１０２の外周面に摩耗が生じるのは、図１５に示すように、これら両者の嵌合間にもともと微少な隙間Ｘが発生しており、この隙間Ｘが走行を重ねることにより徐々に拡大されるためである。またリム部１０５に変形が生じるのは、この農用車輪の製造時にあって、リム部１０５のまわりに弾性タイヤ部１０６を形成させる際に、形成素材（ゴム等）の射出圧に伴ってリム部１０５が局部的に凹むこと（図１６中の矢符Ｙ参照）や、加硫時の素材流動圧に伴ってリム部１０５の所定範囲が倒れ込むこと（図１６中の矢符Ｚ参照）による。
【０００６】本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、ボス部を原因として起こる走行振動を抑制乃至解消することのできる農用車輪及び車軸への装着構造を提供することを第一の目的とする。また本発明は、リム部を原因として起こる走行振動を抑制乃至解消することのできる農用車輪及び車軸への装着構造を提供することを第二の目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するために、本発明は次の手段を講じた。即ち、本発明に係る農用車輪は、車軸へ取り付けるための軸孔が設けられたボス部と、このボス部まわりでタイヤ支持部材を介して支持された弾性タイヤ部とを有することを前提として、次の構成を付加したものである。すなわち、ボス部に設けられた軸孔の内周面には少なくとも１箇所の回り止め用内角部が設けられており、このボス部には、上記内角部へ向けつつ、この軸孔内へ差し込まれた車軸をその直径方向に押圧可能とする軸止めボルトが設けられている。
【０００８】このような構成であると、軸孔内の回り止め用内角部に車軸側に設けられた回り止め用の外角部を当接させたうえで、軸止めボルトにより、この車軸を上記の回り止め用内角部へ向けて押圧することになる。従って、軸孔内において、車軸は隙間を殆ど生じさせないまま、回り止め用内角部へ押し付けられることになり、この部分にガタツキは生じないものである。また、ガタツキが生じないため、軸孔の内周面や車軸の外周面で摩耗が拡大されるということも殆どない。
【０００９】このようなことから、ボス部を原因としての走行振動は抑制乃至解消されることになり、本発明の第一の目的は達成される。なお、ボス部において、軸孔の内周面のうち軸止めボルトが進退する部分は平坦面として形成されたものとしておくのが好ましい。このようにすると、車軸の外周面に対して上記軸止めボルトのボルト端が対向する状態に平坦部が設けられるときにあって、この平坦部と上記軸孔内の平坦面とが面対偶で接触するようになるからである。
【００１０】軸孔は、その孔形状が回り止め用内角部を含めて奇数個の内角部を有した正多角形とするのが好ましく、殊に、正五角形又は正三角形とするのが好適である。ボス部の外周は、軸孔の平坦面と平行な面を有する多角形とすることが、軽量化の観点から好適である。また、本発明に係る農用車輪として、車軸へ取り付ける軸孔が設けられたボス部と、このボス部まわりでタイヤ支持部材を介して支持された弾性タイヤ部とを有し、且つ、弾性タイヤ部には、輪形に沿った全周にわたり板素材をタイヤ幅方向へ折り曲げて形成したリム部が埋設されていると共にこのリム部が上記タイヤ支持部材と連結されていることを前提として、以下の構成を付加することもできる。
【００１１】すなわち、リム部には板素材の折り曲げ強度を高めるための補強部材がタイヤ幅方向に沿って設けられている。このような補強部材は、リム部の周方向複数箇所に等配状に設けるようにすればよい。これにより、この農用車輪の製造時にあって、リム部のまわりに弾性タイヤ部を形成させる際に、加硫時の素材流動圧に伴ってリム部の所定範囲が倒れ込むといったことが防止される。なお、このようなリム部に施す構成は、ボス部に対する走行振動の抑制乃至解消のための上記構成とは別個独立に実施することが可能である。
【００１２】補強部材は、車輪製造時において、リム部へ向け弾性タイヤ部の成形素材を射出させる箇所に相当させて複数個が重点的に配置されたものとすればよい。このようにすることで、この農用車輪の製造時にあって、形成素材の射出圧に伴ってリム部が局部的に凹むといったことが防止される。なお、このようなリム部に施す構成も、ボス部に対する走行振動の抑制乃至解消のための上記構成とは別個独立に実施することが可能である。このようなことから、リム部を原因としての走行振動は抑制乃至解消されることになり、本発明の第二の目的は達成される。
【００１３】一方、本発明に係る農用車輪の車軸への装着構造では、上記した本発明に係る農用車輪が、そのボス部に設けられた軸孔の回り止め用内角部に面対偶で当接する外角部と、軸止めボルトのボルト端と対向状に当接する平坦部とを有した車軸に対して嵌められ、上記軸止めボルトの締め付けによって固定されている、というものである。このように、車軸側において、農用車輪のボス部に設けられる軸止めボルトのボルト端を受けるための平坦部を設けておくことで、軸止めボルトによる押圧を確実なものとして、ガタツキ（特に回転方向）を防止できる利点が得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。図１乃至図３は、本発明に係る農用車輪１の第１実施形態を示している。この農用車輪１は、車軸２へ取り付けるための軸孔３が設けられたボス部４と、このボス部４まわりでタイヤ支持部材５を介して支持された弾性タイヤ部６とを有している。本第１実施例において、タイヤ支持部材５はスポークタイプとされたものを示しており、またスポーク７の本数は３本となっている。これら各スポーク７は、例えば中空パイプによって形成されており、その一端部がボス部４と溶接によって連結されていると共に、他端部が弾性タイヤ部６内にその輪形に沿った全周にわたり埋設されたリム部（図示略）と溶接によって連結されている。
【００１５】なお、このような中空パイプ製スポークタイプとされたタイヤ支持部材５に対しては、弾性タイヤ部６内のリム部も中空パイプによって形成されているのが普通であり、またこの弾性タイヤ部６は、このようなリム部を包み込むようにして形成素材（ゴム等）が被着された中実タイプである。このような基本的構造を具備する本発明に係る農用車輪１にあって、ボス部４に設けられた軸孔３は、その孔形状が正五角形に形成されている。また、この軸孔３の孔形状に対応して、農業機械（図示略）側に設けられた車軸２も、軸孔３を嵌め付ける部分の断面形状が正五角形となっている。
【００１６】従って、この農用車輪１を農業機械側へ装着するに際して、ボス部４の軸孔３を車軸２へ嵌め付けたとき、ボス部４の内周面にできた計５カ所の平坦面と、車軸２の外周面にできた計５カ所の平坦部とが、互いに面対偶で接触することとなる。しかもこのとき、ボス部４における軸孔３の内周面にできた計５個の内角部は、車軸２の外周面にできた計５個の外角部と個々に当接してそれぞれ車軸２に対する回り止め作用を奏するものとなる。このようなことから、これらボス部４と車軸２との間で空転は生じず、またガタツキも略生じない状態に保持される。
【００１７】上記したように、ボス部４はその軸孔３が正五角形である。すなわち、奇数個の内角部を有する正多角形である。そのため、この軸孔３の内周面にできた計５個の内角部は、いずれも、軸孔３の孔中心を介してそれぞれ平坦面と対向したものとなっている。そこで、このうち一つの内角部１０に対向する平坦面１１へ向けて、この軸孔３内とボス部４の外周面との間を貫通するように軸止めボルト１２が設けられている。言うまでもなく、この軸止めボルト１２の位置付けは、タイヤ支持部材５（スポーク７）と干渉しないことを条件に決められている。
【００１８】この軸止めボルト１２は、ボス部４の外周面に溶接等によって固定されたナット部材１３に螺合されており、軸孔３の径方向に沿って移動可能になっている。なお、このようなナット部材１３を設けずに、ボス部４自体に雌ねじを設けて、この雌ねじに軸止めボルト１２を螺合させるようにしてもよい。このようにしてボス部４に設けられた軸止めボルト１２を締め込んでゆくと、これのボルト端が車軸２をその直径方向に押圧することとなり、上記した軸孔３の内角部１０に対してこれに面対偶で対向する車軸２の外角部を摺り合わせ状に押し付ける状態になる。これにより、図２から明らかなように、軸孔３の内角部１０の頂点と車軸２の外角部の頂点とが自動的に位置矯正される（両頂点が合致される）状態となり、且つ、この位置矯正された状態はその後のガタツキを誘発させない確実なものとなる。
【００１９】このようなことから、ボス部４を原因としての走行振動は抑制乃至解消されることになる。図４は、本発明に係る農用車輪１の第２実施形態について、その主要部（第１実施形態の図１に対応させた図）を示している。この第２実施形態が、上記した第１実施形態と最も異なる点は、ボス部４に設けられた軸孔３の孔形状が六角形状に形成され、また車軸２においても、この軸孔３の孔形状に対応した断面六角形状に形成されている点にある。
【００２０】但し、軸孔３の孔形状は正確な六角形状ではなく、六角形状の一つの内角部に対応する部分が、平坦面１１として形成されている。また車軸２においてもその断面形状は正確な六角形状ではなく、軸孔３に設けられた上記平坦面１１に対応するようにして平坦部１５が形成されている。そして、軸孔３の内周面に形成された上記の平坦面１１で軸止めボルト１２が進退するように設けられており、この軸止めボルト１２のボルト端が、車軸２に設けられた平坦部１５を対向状に押圧する状態となる。
【００２１】そのため、軸止めボルト１２のボルト端による押圧が、車軸２に対してその軸中心から横ズレすることがなく、車軸２を偏心させたり車軸２の断面形状を変形させたりすることもなく、確実な押圧が保障される。図５は、本発明に係る農用車輪１の第３実施形態について、その主要部（第１実施形態の図１に対応させた図）を示している。この第３実施形態が、上記した第１実施形態と最も異なる点は、ボス部４がその外形を正六角形に形成されている点にある。ボス部４の外形は円形だけでなく、多角形にも形成することができ、外形平坦面の１つが軸孔３の平坦面１１と平行になっていて、軸止めボルト１２が貫通されている。
【００２２】このようになっていることで、タイヤ支持部材５としての各スポーク７が、ボス部４の外周面に対して強固に取り付けできるようになっていると共に、取付位置の高精度化、品質安定化などが図られていることになる。しかも、この第３実施形態のボス部４は、第１実施形態で示したような外形が円形のボス部４に比べて軽量化されている。これらのことから、この第３実施形態の農用車輪１では、走行振動の発生原因が未然に防止されていることになる。勿論、軽量化に関しては材料コストの低廉化にも繋がり、有益である。
【００２３】図６は、本発明に係る農用車輪１の第４実施形態について、その主要部（第１実施形態の図１に対応させた図）を示している。この第４実施形態に示すように、本発明において、ボス部４に設ける軸孔３には、少なくとも１カ所の回り止め用内角部１０が設けられ、そしてこの内角部１０に対して車軸２を直径方向へ押圧可能とする軸止めボルト１２が設けられていればよいものであって、その他の部分がどのような形状でも（この図６に示すような円形孔に近い形状だとしても）よいものである。
【００２４】また車軸２は、この軸孔３の内角部１０に対応して係合可能となる外角部が設けられていればよいということになる。なお、その他、タイヤ支持部材５がディスクタイプであるもの、弾性タイヤ部６内に設けられるリム部（図示略）が中空パイプ以外のものであるもの、この弾性タイヤ部６が空気入りタイプであるものなど、適宜の変更が可能である。図７乃至図９は、本発明に係る農用車輪１の第５実施形態を示している。この第５実施形態の農用車輪１は、車軸２へ取り付けるための軸孔３が設けられたボス部４と、このボス部４まわりでタイヤ支持部材５を介して支持された弾性タイヤ部６とを有している。
【００２５】また、弾性タイヤ部６には、輪形に沿った全周にわたり板素材をタイヤ幅方向へ折り曲げて形成したリム部２０が埋設されている。このリム部２０は、タイヤ支持部材５と連結されている。本第５実施形態では、リム部２０の断面形状が「つ」字状を呈したものとしてある。なお、リム部２０とタイヤ支持部材５との連結は、当初より両者が一体的に形成されたことによる「連結」でもよいし、別部材をボルト止めやリベット止め又は溶接等によって「連結」したものでもよい。
【００２６】また、本第５実施形態においてタイヤ支持部材５はディスクタイプとしてあるが、スポークタイプとしてもよい。このような基本的構造を具備する本発明に係る農用車輪１にあって、上記リム部２０には、板素材の折り曲げ強度を高める補強部材２１が設けられている。この補強部材２１は、「つ」字状の内側にできた扇形に似た空間を同形状の板片によって上下に繋ぎ、且つタイヤ幅方向に沿って繋ぐようにしたもので、溶接によりリム部２０に固着されている。
【００２７】またこの補強部材２１は、リム部２０の周方向複数箇所（図例では５カ所とした）に等配状に設けられている。このようなことから、この農用車輪１の製造時にあって、リム部２０のまわりに弾性タイヤ部６を形成させる際に、加硫時の素材流動圧に伴ってリム部２０の所定範囲が倒れ込むといったこと（図１６中の矢符Ｚ参照）が防止される。なお、補強部材２１を設ける数（即ち、周方向のピッチ）は、リム部２０自体が有する強度や、弾性タイヤ部６の形成素材に生じる素材流動圧（リム部２０の外径にも影響される）等に応じて適宜変更可能である。
【００２８】この場合、補強部材２１の肉厚や材質、或いは側面形状などについても同様に、必要に応じて適宜変更可能である。従って例えば、図１０に示す第６実施形態のように、補強部材２１は、リム部２０の断面形状に沿って「つ」字状に折曲された形状としてもよいし、また図１１に示す第７実施形態のように、リム部２０が呈する「つ」字状の開口部分を上下に架橋するようなかたちで設けることも可能である。更に、図１２に示す第８実施形態のように、補強部材２１は、１カ所あたりに設ける個数を複数化させることも可能である。
【００２９】本第７実施形態では、リム部２０をその正面から見た状態として、１カ所あたりの補強部材２１の配置をＶ字状にさせているが、この他、各補強部材２１を山形（即ち、図１２のＶ字状を上下逆向きにした形）としたり、各補強部材２１を「川」の字状に互いに所定間隔（微少隙間）をあけつつ平行に設けたり、間隔をあけずに重合させて設けたりすることも可能である。図１３は、本発明に係る農用車輪１の第９実施形態について、その主要部（第５実施形態の図７に対応させた図）を示している。
【００３０】この第９実施形態において、補強部材２１は、リム部２０に対して弾性タイヤ部６の成形素材を射出させる箇所（矢符Ｐで示す）に相当させて、複数の補強部材２１を重点的に設けてある。本第９実施形態では、各補強部材２１を「川」の字状に互いに所定間隔（微少隙間）をあけつつ平行に設けたものとしてある。ただ、これに限らず、図１２に示したようなＶ字状配置等とすることによって重点的な配置を実現させてもよい。
【００３１】このようにすることで、この農用車輪１の製造時にあって、形成素材の射出圧に伴ってリム部２０が局部的に凹むといったこと（図１６中の矢符Ｙ参照）が防止される。このようなことから、リム部２０を原因としての走行振動は抑制乃至解消されることになる。なお、リム部２０の断面形状として、上記したような「つ」字状を呈したものとすることが限定されるものではなく、Ｔ字状やＬ字状、或いはその他、タイヤ幅方向へ折り曲げた構造を有するものであれば、どのようなものにも適応できる。
【００３２】ところで、本発明は、上記した各実施形態に限定されるものではなく、実施の形態に応じて適宜変更可能である。殊に、弾性タイヤ部６におけるトレッド部の形状、構造、材質、用途などは何ら限定されるものではない。ボス部４の外形を多角形に形成する場合において、タイヤ支持部材５がスポーク７のときは、スポーク７の本数の倍数に設定することが好ましいが、タイヤ支持部材５がディスクタイプのときは、軸孔３の平坦面１１と平行な面を備えていれば、三角形以上の任意の多角形に設定できる。
【００３３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明に係る農用車輪及び車軸への装着構造では、ボス部の軸孔に、少なくとも１カ所の回り止め用内角部を設け、またこの内角部に対して車軸を直径方向へ押圧可能とする軸止めボルトを設けたので、ボス部を原因として起こる走行振動を抑制乃至解消することができた。また本発明に係る農用車輪及び車軸への装着構造では、リム部に対してその断面折り曲げ強度を高めるための補強部材を設けたので、リム部を原因として起こる走行振動を抑制乃至解消することができた。
【出願人】 【識別番号】０００１０３５１８
【氏名又は名称】オーツタイヤ株式会社
【出願日】 平成１４年１月２５日（２００２．１．２５）
【代理人】 【識別番号】１０００６１７４５
【弁理士】
【氏名又は名称】安田 敏雄
【公開番号】 特開２００３−２１１９０９（Ｐ２００３−２１１９０９Ａ）
【公開日】 平成１５年７月３０日（２００３．７．３０）
【出願番号】 特願２００２−１７５０７（Ｐ２００２−１７５０７）