专利名称：农用车轮的制作方法
技术领域：
本发明涉及安装于水稻插秧机等农业机械的农用车轮。
背景技术：
在水稻插秧机等农业机械上安装适于柔软地面行驶的农用车轮。该农用车轮具备铁制的车轮、和硫化粘接于该车轮的弹性轮体，在该弹性轮体上设置有为了在柔软地面上获得足够的牵引力的较大的叶片横条。车轮具备轮毂、和与该轮毂同心状配置的环状的轮辋，轮毂和轮辋经由多条轮辐而连结。轮辐由较长的管材构成，其长度方向的一端部(内端部)通过焊接等与轮毂接合，其另一端部(外端部)通过焊接等与轮辋的内周面接合。在这种农用车轮中，因行驶时作用的周向的驱动力或牵引力而使应力集中在轮辋与轮辐的接合部，因此有可能在该接合部产生金属疲劳而造成轮辋破损。因此，以往提出有各种加强轮辋和轮辐的接合部来防止轮辋破损的技术。例如，在专利文献1中公开有以下技术将沿着轮辋的内周面的截面半圆弧形状的加强补片与轮辐的外端部接合，以使该加强补片与轮辋的内周面接合。另外，在专利文献 2中公开有利用覆盖部件来覆盖轮辋与轮辐的接合部分周边的技术。专利文献1 日本特开2008-222226号公报专利文献1 日本特开2010-125981号公报专利文献1、2记载的技术，它们的共通点在于，均对轮辋和轮辐的接合部从外侧增加了加强部件。但是，若对轮辋和轮辐的接合部增加加强部件，会增加部件数量使部件管理变得复杂，另外，还会增加用焊接来接合加强部件的工序，因此造成农用车轮整体的制造成本的提高。另外，若增加加强部件，则该增加的部分会增大农用车轮的重量，因此还存在导致农业机械的油耗变差或动力损失这样的弊端。另外，当农业机械向左右方向转弯时，车轮轴向的负载会作用于农用车轮的轮毂与轮辐的接合部分，然而在专利文献1、2记载的技术中，对于这样的负载并未特殊考虑。
发明内容
本发明是鉴于上述问题所做出的，其目的在于提供能够极力抑制制造成本增加、 重量增加，并且根据作用于农用车轮的负载适宜地提高轮辐和轮辋以及轮毂的接合部分的强度的农用车轮。本发明涉及的农用车轮，具备轮毂、从该轮毂向径向外侧呈放射状延伸的多条轮辐、与该轮辐的径向外端部接合的环状的轮辋、以及硫化粘接于该轮辋的弹性轮体，该农用车轮的特征在于，所述轮辐，在所述轮辋侧的端部具备车轮周向尺寸大于车轮轴向尺寸的轮辋侧异形部，在所述轮毂侧的端部具备车轮轴向尺寸大于车轮周向尺寸的轮毂侧异形部。本发明的农用车轮的轮辐，由于在轮辋侧的端部具备轮辋侧异形部，因此能够加长轮辋与轮辐的车轮周向的接合长度，能够提高轮辋与轮辐的接合部的车轮周向的强度。另外，能够将因行驶时作用的车轮周向的驱动力或牵引力而在轮辐和轮辋的接合部产生的应力向车轮周向分散。因此能够减轻轮辋的金属疲劳，防止造成轮辋破损。另外，由于本发明的农用车轮无需如专利文献1、2那样在轮辐与轮辋的接合部增加加强部件，因此能够抑制部件数量增加、制造成本增加以及重量增加，能够防止农业机械的油耗变差和动力损失。优选地，所述轮辐在所述轮毂侧异形部与所述轮辋侧异形部的长度方向之间，具备车轮轴向尺寸和车轮周向尺寸相同的中间部。所述轮辐在轮辋侧异形部及轮毂侧异形部中扭转刚性变高，因此当由于转弯等而对轮辐作用扭转方向的力时，应力易集中在轮辋与轮辋侧异形部的边界或轮毂与轮毂侧异形部的边界等截面变化大的部分。本发明的轮辐，由于在轮毂侧异形部与轮辋侧异形部的长度方向之间，具备车轮轴向尺寸和车轮周向尺寸相同的中间部，因此能够在该中间部中适宜地缓和伴随扭转方向的力而产生的应力。优选地，所述轮辋的车轮轴向尺寸，大于所述轮辋侧异形部的车轮轴向尺寸且小于所述中间部的车轮轴向尺寸。在这种情况下推荐，所述轮辐由具有车轮轴向尺寸大于所述轮辋的车轮轴向尺寸的原料形成，通过使该原料的所述轮辋的端部在车轮轴向上塑性变形，由此将该轮辋侧异形部的车轮轴向尺寸形成为小于所述轮辋的车轮轴向尺寸。根据该构成，能够使轮辋侧异形部相对于轮辋的接合长度(焊接长度)比以往的长，由此也能够进一步提高轮辋与轮辐的接合强度。优选地，设置有将所述轮毂与在车轮周向上邻接的所述轮辐连结成一体的加强部件。由于轮毂侧异形部的车轮轴向尺寸小于车轮周向尺寸，因此有可能降低轮毂与轮辐的接合部的车轮周向的强度，但由于邻接的轮辐和轮毂通过加强部件连结，因此能够适宜地弥补车轮周向的强度。另外，优选地，在将从所述轮毂部到所述加强部件的径向外端部的尺寸设为K时， 所述轮毂侧异形部形成在从所述轮毂到径向外侧的1/3K的范围内。此外，优选地，在将从所述加强部件的径向外端部到所述轮辋的尺寸设为H时，所述轮辋侧异形部形成在从所述轮辋到径向内侧的1/3H的范围内。根据这样的构成，通过适宜地设定轮毂侧异形部和轮辋侧异形部的长度，能够适宜地提高轮辐的强度。特别是，在轮毂侧异形部与轮辋侧异形部之间形成有中间部的情况下，还能够适宜地确保该中间部的长度，且借助中间部能够适宜地缓和由于扭转方向的力作用于轮辐而产生的应力。根据本发明，能够极力抑制制造成本增加、重量增加，并且提高轮辐和轮辋以及轮毂的接合部分的强度。
图1是本发明的第一实施方式涉及的农用车轮的侧视图(局部剖断图)。图2是图1的D-D剖视图。图3 (a)是图2的A-A剖视图，(b)是图2的B-B剖视图，(c)是图2的C-C剖视图。
图4是表示农用车轮的强度试验中的地面和轮辐的位置的图。图5是表示农用车轮的强度试验中的地面和轮辐的位置的图。图6是表示本发明的第二实施方式中的车轮的局部的侧视图。图7是图6的E-E剖视图。附图标记说明1...农用车轮；2...车轮；3...弹性轮体；4...轮辋；5...轮毂；6...轮辐；
6a...轮辋侧异形部；6b...中间部；6c...轮毂侧异形部；7...加强板(加强部件)。
具体实施例方式下面，参照
本发明的实施方式。图1是本发明的第一实施方式涉及的农用车轮的侧视图(局部剖断图)，图2是图 1的D-D剖视图。本实施方式的农用车轮1主要由车轮2和弹性轮体3构成。车轮2具备由管材形成为圆环状的轮辋4、位于该轮辋4的中心侧(农用车轮1的旋转轴心X侧)的轮毂5、 连结轮辋4和轮毂5的多条(本实施方式中为3条)轮辐6、通过焊接等固定于轮辐6及轮毂5的加强板(加强部件)7。轮辋4通过将金属制的截面为圆形状的管材弯曲成圆环状，并通过焊接等将该管材的两端连接而形成。轮毂5形成为筒状，以其轴心与农用车轮1的旋转轴心X —致的方式配置。通过将该轮毂5安装于水稻插秧机等农业机械的本机(行驶车辆)的车轴上，从而将农用车轮1安装于农业机械。轮辐6由金属制的管材形成，以其中心线(轴线)与农用车轮1的径向一致的方式配置在轮辋4与轮毂5之间。而且，轮辐6的长度方向的一端通过焊接等与轮辋4的内周侧接合，其另一端通过焊接等与轮毂5的外周侧接合。多条轮辐6沿农用车轮1的周向以等间隔设置。另外，在以下的说明中，将农用车轮1的周向(车轮周向)简单地称为“周向”，将农用车轮1的旋转轴X方向(车轮轴向)简单地称为“轴向”。弹性轮体3由橡胶等构成，由通过硫化粘接于轮辋4而覆盖整个轮辋4的实心橡胶轮胎构成。在该弹性轮体3的外周面沿周向隔开间隔设置有多个横条8。加强板7是将在周向上邻接的轮辐6彼此与轮毂5连结成一体的部件。借助该加强板7能够在轮辐6和轮毂5之间获得抵抗沿周向赋予农用车轮1的驱动力和牵引力等负载的周向的强度。另外，在图2中，用K表示加强板7的径向尺寸。加强板7的径向尺寸K被设定为 当轮辐6的长度为L时，则K = 1/3L 1/2L。这是因为当加强板7的径向尺寸K大于1/2L 时，会减小由轮辋4、轮辐6以及加强板7包围的空间，从而在柔软地面上行驶时易附着泥土，使得附着的泥土卡挂秧苗的可能性升高。另外，当加强板7的径向尺寸K大于1/2L时， 会增大农业机械的转弯阻力，并且导致由于重量增加引起的油耗变差和动力损失。另外，当加强板7的径向尺寸小于1/3L时，会减小轮辐6和轮毂5的加强效果。在图2中，用H表示从加强板7的径向外端部到轮辋的尺寸，该尺寸H被设定在1/2L 2/3L的范围。另外， 本实施方式的加强板7由1枚大致三角形状的板材形成，并设置为从侧方覆盖所有轮辐6 的轮毂5侧的端部。
轮辐6的用与其中心线正交的面切断的截面形状，在轮辋4侧的端部6a、轮毂5侧的端部6c、两端部6a、6c之间的中间部6b相互不同。下面，对该点进行详细地说明。图3(a)是图2的A_A剖视图，该图(b)是图2的B-B剖视图，该图(c)是图2的 C-C剖视图。轮辐6以截面圆形状(正圆形状)的管材为原料，通过冲压加工等使该原料的两端部塑性变形来制造。具体而言，如图3 (a)所示，轮辐6的轮辋4侧的端部6a形成为其周向尺寸yl大于其轴向尺寸Xl的长圆形状或椭圆形状。相对于此，如图3(c)所示，轮毂5侧的端部6c形成为其轴向尺寸x3大于周向尺寸y3的长圆形状或椭圆形状。另外，在轮辐6的长度方向的中间部6b中，不进行冲压等的塑性加工，而是如图3(b)所示，保持作为原料的管材的尺寸的原状，做成周向尺寸y2与轴向尺寸x2相同。以下，将轮辐6的轮辋4侧的端部6a称为轮辋侧异形部，将轮毂5侧的端部6c称为轮毂侧异形部。轮辋侧异形部6a的周向尺寸yl大约为轴向尺寸xl的1. 2倍。另外，轮毂侧异形部6c的轴向尺寸x3大约为周向尺寸y3的1.2倍。另外，轮毂侧异形部6c，如图2所示， 位于比加强板7的径向外端部更靠径向内侧的位置，形成于加强板7的范围内。另外，如图2所示，轮辋4的截面为圆形状，其轴向尺寸(直径)x0大于轮辋侧异形部6a的轴向尺寸xl，且小于中间部6b (轮辐6的原料)的轴向尺寸x2。另外，以往轮辐 6的直径为与轮辋4的直径大致相同或其以下，但在本实施方式中，作为轮辐6的原料的管材的轴向尺寸(直径)为轮辋4的轴向尺寸xO的1.1倍以上(优选为1.1 1.3倍)。而且，通过将该管材沿轴向按压使其塑性变形，由此使轮辋侧异形部6a的轴向尺寸xl小于轮辋4的轴向尺寸xO，同时，将轮辋侧异形部6a的周向尺寸yl扩大。本实施方式的农用车轮1，在轮辐6的轮辋4侧的端部形成有轮辋侧异形部6a，因此能够将轮辋4与轮辐6的周向的接合长度加长，能够提高轮辋4与轮辐6的接合部的周向的强度。另外，能够使由于行驶时作用的周向的驱动力和牵引力而反复在轮辐6与轮辋 4的接合部产生的应力沿周向分散。由此，能够减轻轮辋4的金属疲劳，能够防止轮辋4破损。另外，通过形成轮辋侧异形部6a，能够提高轮辐6本身的轮辋4侧的端部的周向的强度。另外，虽然作为轮辐6的原料的管材的轴向尺寸大于轮辋4的轴向尺寸xO，然而通过使该管材的轮辋4侧的端部塑性变形而形成轮辋侧异形部6a，使该轮辋侧异形部6a的轴向尺寸xl小于轮辋4的轴向尺寸xO，因此能够使轮辋侧异形部6a的端面整体与轮辋4接触而进行接合。由此，能够使轮辋侧异形部6a相对于轮辋4的接合长度(焊接长度)比以往长，由此能够进一步提高轮辋4与轮辐6的接合强度。本实施方式的农用车轮1，由于在轮辐6的轮毂5侧的端部形成有轮毂侧异形部 6c,因此能够提高轮辐6本身的轮毂5侧的端部的轴向强度，和轮毂5与轮辐6的接合部的轴向强度。因此能够成为充分地承受农业机械转弯时等，作用于轮毂5与轮辐6的接合部的轴向负载的构造。另外，与本实施方式的农用车轮1不同，在轮毂5相对于轮辋4沿轴向偏置的偏置型农用车轮的情况下，由于对轮辐6的轮毂5侧的端部更易作用轴向的负载，因此在轮辐6上形成轮毂侧异形部6c更为有效。轮辐6的轮毂侧异形部6c虽然周向尺寸y3小，但由于形成于加强板7的范围内， 因此有关周向的强度的降低，能够通过加强板7充分地弥补。轮辐6具备轮辋侧异形部6a和轮毂侧异形部6c，它们形成为截面长圆形状或椭圆形状，因此当扭转方向的力作用于轮辐6时，应力易集中在上述部分6a、6c与轮辋4或轮毂5之间。然而，在本实施方式中，由于在轮辋侧异形部6a与轮毂侧异形部6c之间设置轴向尺寸x2和周向尺寸y2相同，且扭转刚性低于轮辋侧异形部6a和轮毂侧异形部6c的中间部6b，因此借助中间部6b能够适宜地缓和由扭转方向的力产生的应力。如图2所示，由于轮毂侧异形部6c的轴向尺寸被放大，所以加强板7具有在轮毂5 的附近向轴向外侧鼓出的部分(鼓出部)7a。由于具备这样的鼓出部7a，能够提高加强板 7的强度，并且增大加强板7相对于轮辐6的接触长度(焊接长度)，从而能够提高加强板 7与轮辐6的接合强度。为了验证以上的本实施方式的效果，本申请的发明人进行了以下的试验。〔试验1〕表1表示对改变轮辋侧异形部6a、中间部6b、轮毂侧异形部6c的长度的情况下的农用车轮1的强度进行试验的结果。表 1
试验所使用的农用车轮1如下。实施例1使用了轮辋侧异形部6a(标记为A部)、中间部6b (标记为B部)、以及轮毂侧异形部6c (标记为C部)的长度相同的农用车轮1，S卩，A部、B部、C部的长度相对于轮辐6的全长的比率均为大约33%的农用车轮1。同样地，实施例2使用了 A部、B部、C部的长度相对于轮辐6的全长的比率为20 %、 40 %、40 %的农用车轮1，实施例3使用了该比率为40 %、40 %、20 %的农用车轮1，实施例4 使用了该比率为40%、20%、40%的农用车轮1。相对于此，比较例1使用了轮辐只具有B部、即轴向尺寸和周向尺寸相同的截面圆形状的轮辐的农用车轮。同样地，比较例2使用具有只由A部构成的轮辐、即在全长范围内周向尺寸大于轴向尺寸的轮辐的农用车轮，比较例3使用具有只由C部构成的轮辐、即在全长范围内轴向尺寸大于周向尺寸的轮辐的农用车轮。另外，比较例4使用了具有A部和B部相对于轮辐的全长的比率各为50%的轮辐的农用车轮，比较例5使用了具有B部和C部相对于轮辐的全长的比率各为50%的轮辐的农用车轮。另外，试验所使用的所有农用车轮的轮辋和轮辐的原料均相同。并且，使用了在任一农用车轮上均未设置加强板的车轮。如图4和图5所示，对安装有农用车轮的农业机械设定了共计四个条件，即载置于水平的地面Gl和具有30°C的倾斜的地面G2的两个类型、和将轮辐6所指向的方向相互改变180°的与两个类型的组合的共计四个条件(“条件1” “条件4”)。而且，对于各条件，在农业机械上阶段性地增加装载的锤，并求出农用车轮1变形的锤的合计重量。具体而言，在“条件1”中，如图4(a)所示，将农用机械载置于水平的地面Gl，并且， 以将3条轮辐6中的1条从旋转轴心X向下方与地面Gl垂直地延伸的方式配置了农用车轮1。在“条件2”中，如图4(b)所示，将农用机械载置于相对于水平面倾斜了 30度的地面G2，并且，以将3条轮辐6中的1条从旋转轴心X向下方与地面G2垂直地延伸的方式配置了农用车轮1。在“条件3”中，如图5(c)所示，将农用机械载置于非倾斜的水平的地面G1，并以将3条轮辐6中的1条从旋转轴心X向上方与地面Gl垂直地延伸的方式配置了农用车轮 1。在“条件4”中，如图5(d)所示，将农用机械载置于相对于水平面倾斜了 30度的地面G2，并以3条轮辐6中的1条从旋转轴心X向上方与地面G2垂直地延伸的方式配置了农用车轮1。在“条件1”及“条件3”中，从径向外侧对农用车轮1作用来自地面Gl的相对于来自农用机械侧的载荷W的反力，在“条件2 ”及“条件4”中，从径向外侧对农用车轮1作用相对于来自农用机械侧的载荷W的朝向地面G2的分力的反力，并且从旋转轴心X方向作用相对于来自农用机械侧的载荷W的沿着地面G2的分力的反力。而且，在各条件1 4中，以比较例1的农用车轮1变形时的锤的重量为基准(强度指数100)，将其他比较例2 5、实施例1 4的农用车轮1变形时的锤的重量之比作为各条件的“强度指数”。另外，在本试验中，使农用车轮1在一定条件下(旋转速度及负载)行驶，并求出由周向的反复应力引起的疲劳而使轮辋产生破损为止的时间(“条件5”)。并且，以比较例1的情况下的时间为基准(强度指数100)，将其他比较例2 5、实施例1 4的农用车轮 1到破损为止的时间之比作为各条件的“强度指数”。(试验结果的验证)如表1所示，比较例2 5的农用车轮与比较例1的农用车轮相比，除条件5夕卜， 均获得了同等或稍微提高了的强度指数。另外，如比较例2所示，只具有A部的轮辐、即在全长范围内轴向尺寸大于周向尺寸的轮辐的农用车轮，与比较例1的只具有B部的轮辐的农用车轮相比，显著地提高了条件 5的强度指数(强度指数130)。另外，如比较例4所示，对于具有A部和B部各50 %的轮辐的农用车轮，与比较例1的只具有B部的轮辐的农用车轮相比，特别是显著地提高了条件 5的强度指数(强度指数130)。这被认为是由于轮辐的周向尺寸较大从而提高了轮辋与轮辐的接合部的周向强度，另外，由于向周向分散应力从而抑制金属疲劳。相对于此，如比较例3所示，只具有C部的轮辐、即在全长范围周向尺寸大于轴向尺寸的轮辐的农用车轮，以及如比较例5所示，具有B部和C部各50%的轮辐的农用车轮， 由于均不具备A部，因此可知特别是条件5的强度指数降低。在实施例1 4的农用车轮、即具有A部 C部所有的轮辐的农用车轮中，发现与比较例1相比在所有条件下强度指数均得到提高。另外，在条件5中，与比较例2、4同样， 特别是提高了强度指数。另外，关于条件3，在实施例1 4中能够获得高于比较例2 5 的强度指数(120以上)。另外，如实施例1所示，在具有A部 C部的长度相等的轮辐的农用车轮中，与其他的实施例2 4的农用车轮相比在所有的条件1 5中均衡地获得了较高的强度指数。因此，根据该试验1可以说实施例1的农用车轮是最优选方式。〔试验2〕表2表示与上述试验1同样，对改变轮辋侧异形部6a、中间部6b、轮毂侧异形部6c 的长度的情况下的农用车轮1的强度进行了试验的结果。但是在试验2中，对农用车轮1 设置图1所示的加强板7，在与该加强板7的尺寸的比较中规定了轮辋侧异形部6a、中间部 6b、轮毂侧异形部6c的长度。试验的条件(条件1 条件幻与试验1相同。表权利要求
1.一种农用车轮，具备轮毂、从该轮毂向径向外侧呈放射状延伸的多条轮辐、与该轮辐的径向外端部接合的环状的轮辋、以及硫化粘接于该轮辋的弹性轮体，该农用车轮的特征在于，所述轮辐，在所述轮辋侧的端部具备车轮周向尺寸大于车轮轴向尺寸的轮辋侧异形部，在所述轮毂侧的端部具备车轮轴向尺寸大于车轮周向尺寸的轮毂侧异形部。
2.根据权利要求1所述的农用车轮，其中，所述轮辐在所述轮辋侧异形部与所述轮毂侧异形部的长度方向之间，具备车轮轴向尺寸和车轮周向尺寸相同的中间部。
3.根据权利要求2所述的农用车轮，其中，所述轮辋的车轮轴向尺寸，大于所述轮辋侧异形部的车轮轴向尺寸且小于所述中间部的车轮轴向尺寸。
4.根据权利要求3所述的农用车轮，其中，所述轮辐由具有车轮轴向尺寸大于所述轮辋的车轮轴向尺寸的原料形成，通过使该原料的所述轮辋的端部在车轮轴向上塑性变形，由此将该轮辋侧异形部的车轮轴向尺寸形成为小于所述轮辋的车轮轴向尺寸。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的农用车轮，其中，设置有将所述轮毂与在车轮周向上邻接的所述轮辐连结成一体的加强部件。
6.根据权利要求5所述的农用车轮，其中，在将从所述轮毂部到所述加强部件的径向外端部的尺寸设为K时，所述轮毂侧异形部形成在从所述轮毂到径向外侧的1/3K的范围内。
7.根据权利要求5或6所述的农用车轮，其中，在将从所述加强部件的径向外端部到所述轮辋的尺寸设为H时，所述轮辋侧异形部形成在从所述轮辋到径向内侧的1/3H的范围内。
全文摘要
本发明提供一种农用车轮，能够抑制制造成本增加、重量增加，并且提高轮辐和轮辋以及轮毂的接合部分的强度。本发明的农用车轮(1)具备轮毂(5)、从该轮毂(5)向径向外侧呈放射状延伸的多条轮辐(6)、与该轮辐(6)的长度方向的另一端部接合的环状的轮辋(4)、以及硫化粘接于该轮辋(4)的弹性轮体(3)。轮辐(6)在所述轮毂(5)侧的端部具备车轮轴向尺寸大于车轮周向尺寸的轮毂侧异形部(6c)，在轮辋(4)侧的端部具备车轮周向尺寸大于车轮轴向尺寸的轮辋侧异形部(6a)。
文档编号B60B1/02GK102555661SQ201110185650
公开日2012年7月11日 申请日期2011年6月29日 优先权日2010年12月22日
发明者上野吉郎 申请人:住友橡胶工业株式会社