JP3136168B2

JP3136168B2 - 農用車輪及びその製造方法

Info

Publication number: JP3136168B2
Application number: JP03086896A
Authority: JP
Inventors: 景行有村; 康夫小西
Original assignee: オーツタイヤ株式会社; 東洋精器工業株式会社
Priority date: 1990-12-18
Filing date: 1991-04-18
Publication date: 2001-02-19
Anticipated expiration: 2016-02-19
Also published as: JPH04250027A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、田植機、管理機、耕耘
機又はトラクタ等に使用される農用車輪及びその製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の農用車輪としては、特公平２−
２７１３０号公報に開示されているようなゴム焼付車輪
と、特開平２−２４１７０６号公報に開示されているよ
うな中空車輪と、特公平１−２４０８４号公報に開示さ
れているような空気入りタイヤ車輪とがある。前記ゴム
焼付車輪は、環状のリムにゴム等の弾性体を焼付け加硫
にて被覆し、この弾性体にラグ及び羽根を一体成形して
おり、弾性体内部は中実となっている。

【０００３】中空車輪は、ラグ、羽根及び内部空洞部を
一体成形した２つ割り弾性体を成形し、この２つ割り弾
性体を環状リムに被覆すると共に互いに接合して、その
内部を空気圧零（大気圧）の中空室を形成したものであ
る。空気入りタイヤ車輪は、ラグ及び羽根を有する環状
の中空弾性体を形成し、この中空弾性体を環状リムに嵌
合し、その内部に大気圧より高い空気圧を与えるように
したものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記ゴム焼付車輪は内
部中実であるため、製造が容易であると共に、内圧管理
が不要でコストが安価であるが、振動が大きく、リムを
円形パイプで形成すると接地面積が小さくなるため沈下
が大となり、リムを広幅にするとコスト高になる。中空
車輪は内部中空で弾性体幅を広くできるので、沈下が少
なく、内圧管理が不要で、ゴム焼付車輪より振動が少な
い等の長所を有する。しかし、２つ割り弾性体は予めラ
グ及び羽根を成形した後に対面押圧接着させることにな
り、トレッド部のセンタに接合部があり、接合部に異物
が入っておればそこから剥離することがあり、完全な接
合が困難である。また、中空部分は内圧が零で密封され
ているため、気温の変化、特に温度低下によって弾性体
外形が変形することがあると共に、サイドウオール部の
肉厚を厚くする必要がある。更に、中空車輪は本機に装
着したまま保管された場合、接地部分にフラットスポッ
ト状の変形を生じ、次に本機を動かす時に振動を生じる
ことがある。

【０００５】空気入りタイヤ車輪は前２者と比較して最
も振動が少なく、タイヤ幅を広くして沈下量を少なくで
き、サイドウオール部を薄肉にして軽量化も計れるが、
パンクすることがあり、内圧が長期間保存で自然減少す
るため内圧管理が必要であり、製造コストが比較的高く
なる等の問題点を有している。このように、従来の３技
術は各種各様の長所を有するが多くの短所を有してお
り、安価、振動小、沈下小、破損少なく、製造容易等の
総ての長所を兼ね備えることは困難であった。

【０００６】本発明は、リムを被覆するゴム等の弾性体
内に発泡体を内包させるだけで、前記長所を総て備える
ことのできる農用車輪及びその製造方法を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明農用車輪における
課題解決のための具体的手段は、環状のリムをゴム等の
弾性体で被覆して輪体を形成し、この輪体の外周に周方
向間隔をおいてラグと羽根とを一体成形しており、前記
輪体はリムよりも径外側の弾性体内に全周に亘って発泡
体を内包し、この発泡体をリムと接着ゴム層を介して接
合したことである。本発明農用車輪の製造方法における
課題解決のための具体的手段は、径内側に開口した周溝
を有するゴム素材の周溝奥に、ゴム素材より低硬度で且
つ低温発泡する発泡剤を混入した発泡ゴム材を挿入し、
この発泡ゴム材より径内側で周溝に環状リムを挿入し、
これらゴム素材、発泡ゴム材及びリムを上下金型内に挿
入し、この上下金型を前記発泡剤の発泡温度より高い温
度に加熱しながら締付けて、発泡ゴム材を発泡させてゴ
ム素材を上下金型に押し当てて成形することである。

【０００８】

【作用】輪体６を形成する弾性体８内に内包された発泡
体９は弾性体８より弾性変形容易であり、弾性体８が外
圧により変形するとき、その外圧を空気圧で支持する如
く弾力的に支持する。弾性体８は内部を発泡体９で充填
しているため長期間保存による変形及び温度変化による
変形が防止され、広幅に形成できるため、接地面積が広
く沈下は少なくなる。

【０００９】弾性体８を形成するゴム素材１６の周溝１
７内に、発泡剤を混入した発泡ゴム材１８とリム５を挿
入して、上下金型１４内で加熱成形するので、弾性体８
のトレッド部１１には接合部がなく、弾性体８の成形と
発泡体９の成形とが１度に行なわれ、発泡ゴム材１８の
膨張圧力によってゴム素材１６を内側から金型１４に押
付けて成形する。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。図１〜４において、農用車輪１は中央のボス２と、
このボス２から放射状に設けた複数本（３本）のスポー
ク３と、ボス２とスポーク３とを連結している補強板４
と、スポーク３の外端に設けられた輪体６とを有し、こ
の輪体６はスポーク３の外端に溶着されたリム５と、リ
ム５を被覆した弾性体８等とから構成されている。

【００１１】前記リム５はスポーク３と共に断面円形の
パイプで形成され、ボス２と同芯の環状であり、その外
周には全周面に接着ゴム層７が設けられている。輪体６
の弾性体８はリム５に固着されていて輪体外形を形成し
ており、その内部全周に亘って発泡体９を内包してい
る。前記弾性体８は例えばＪＩＳ硬度５５〜９０度（Ｊ
ＩＳのＡ型硬度計にて）の比較的硬質のゴムが使用さ
れ、トレッド部１１にはセンタに周方向等間隔にラグ１
２が突設され、従来の中空車輪のような接合部は存在し
ない。３個毎のラグ１２から左右交互に片羽根状の大羽
根１３Ｌが設けられ、各大羽根１３Ｌ間の２個のラグ１
２から左右交互に突出した片羽根状の小羽根１３Ｓが設
けられ、これらラグ１２及び羽根１３は弾性体８に一体
成形されている。

【００１２】弾性体８の内周側は略三角形状になってい
て、リム５を被覆してその内周側まで延設されており、
リム５の円形断面の周囲の略２分の１乃至４分の３の範
囲で接着ゴム層７を介して接合されている。弾性体８の
サイドウオール部１９は従来の空気入りタイヤ車輪と略
等しく、中空車輪より薄肉に設定されている。前記発泡
体９は天然ゴム又はスチレンブタジエンゴム等に、カー
ボン、充填剤、イオウ等所要の配合薬品を練り込んだゴ
ムに、更に発泡剤を練り込み、発泡剤入りゴム材を使用
しており、これを加硫時の加熱によって発泡させて、例
えばＪＩＳ硬度２０〜５５度、好ましくは硬度２５〜４
５度（ＪＩＳのＣ型硬度計にて）の比較的低硬度のスポ
ンジ状ゴム体に変化させたものであり、発泡剤入りゴム
材から発泡体９までの体積変化率は、１５０〜４００％
であり、この体積変化率は発泡剤配合量、加熱条件等を
変更することにより調整できる。

【００１３】発泡体９はリム５より径外側で弾性体８内
に内包され、接着ゴム層７を介してリム５を接合されて
おり、左右方向に広幅の変形的な断面四角形状であり、
リム５との接着面積を確保するために、内周側のリム接
着面が断面円弧状となっている。図５に基いて農用車輪
の製造方法を説明する。１４Ｄ，１４Ｕは上下一対の金
型で、夫々に車輪軸方向に２分割した環状のキャビテイ
１５Ｄ，１５Ｕを有する。１６は弾性体８を構成する環
状のゴム素材で、径内側に開口した周溝１７を有する断
面コ字形に形成されており、下金型１４Ｄの下キャビテ
イ１５Ｄ内に配置される。

【００１４】前記ゴム素材１６の周溝１７の奥には発泡
体９を構成する発泡ゴム材１８が挿入され、この発泡ゴ
ム材１８より径内側には接着ゴム層７を被覆したリム５
が挿入されている。前記リム５は下金型１４Ｄに対して
芯合せが行なわれ、上下金型１４Ｄ，１４Ｕを締付けた
ときに、上下キャビテイ１５Ｄ，１５Ｕ内のピン（図示
せず）によって車輪軸方向の位置が設定されるようにな
っており、発泡ゴム材１８はリム５に接着され、ゴム素
材１６はリム５及び発泡ゴム材１８に嵌合することによ
り、リム５に対して径方向及び軸方向の位置が略設定さ
れている。

【００１５】図５の状態から上下金型を例えば１６０〜
１７５℃に加熱しながら締付けていくと、ゴム素材１６
がプレス圧と熱とによって変形しながら昇温し、発泡ゴ
ム材１８がゴム素材１６からの伝導熱によって例えば１
１０〜１３０℃に達すると発泡を開始する。発泡ゴム材
１８が発泡を開始すると、ゴム素材１６は金型１４によ
る外側からの変形に加えて、内側から発泡による膨張圧
力を受けることになり、上下キャビテイ１５Ｄ，１５Ｕ
のラグ対応部及び大小羽根対応部へ流れ、リム５の内周
側へも流動する。

【００１６】例えば、発泡体９の体積比率２に対して発
泡ゴム材１８の体積比率を１にしている場合、発泡ゴム
材１８を２００％に膨張させると、体積変化率は２００
％となり、膨張時の圧力が零になるまで、ゴム素材１６
を金型１４に押し付ける。これに対し、発泡ゴム材１８
を２０１％以上４００％程度まで膨張させると、体積変
化率は約２００％であるが、所定形状の発泡体９となっ
た状態でも弾発力のあるもの（弾性体８を切り裂くと、
発泡体９がはみ出してくる。）となり、膨張時には高圧
力でゴム素材１６を金型１４に押し付け、製品になった
ときには弾性体８内に高圧空気を封入したと同じような
弾性性能を与える。

【００１７】図６は本発明農用車輪１の第１変形例を示
しており、発泡体９は断面長円形に形成され且つ車輪径
方向内外２層になっており、接着ゴム層７はリム５の円
形断面の略３分の２周又は半周に形成されている。前記
発泡体９は外周側発泡体９Ａが例えばＪＩＳ硬度２０〜
３５度（ＪＩＳのＣ型硬度計にて）の発泡ゴム材が使用
され、内周側発泡体９Ｂが例えばＪＩＳ硬度４０〜５５
度（ＪＩＳのＣ型硬度計にて）の発泡ゴム材が使用され
ている。この車輪１の製造は、発泡ゴム材１８を２層に
しておくだけで、前記実施例と同様にできる。

【００１８】前記内周側発泡体９Ｂを比較的高硬度にす
ることにより、リム５との接着性を良くすることができ
るうえに、羽根１３による牽引力を保障することがで
き、また、外周側発泡体９Ａを比較的低硬度又は高膨張
の材料にすることにより、振動吸収効果を確保すること
ができ、よって、全体として走行性を良好にしたうえ
で、リム５に伝わる振動をより少なくできる。尚、前記
発泡体９の層区分は２種以上の硬度層を内外３層以上形
成することもできる。弾性体８の肉厚（ゲージ）はタイ
ヤ最大幅部が最も薄く、タイヤ幅をＷ、発泡体９幅をＹ
とすると、Ｙ＝０．６〜０．９Ｗの範囲が好ましく、
０．７〜０．８Ｗが最適である。前記発泡体９幅Ｙが
０．９Ｗより大になると、弾性体８の肉厚が薄くなりす
ぎて発泡体９の圧力によって変形することがあり、ま
た、発泡体９幅Ｙが０．６Ｗより小になると、弾性体８
の肉厚が厚くなりすぎて撓みが小さくなり、振動吸収が
悪くなって、発泡体９を内包する意味がなくなる。

【００１９】図７、８は本発明の第２変形例を示してお
り、車輪１の輪体６には軸方向両側に突出した両羽根１
３Ａが周方向一定間隔おきに形成され、各両羽根１３
間に３個のブロック状ラグ１２Ａが等間隔に突設されて
いる。弾性体８内の発泡体９は第１変形例と同様に、外
周側発泡体９Ａと内周側発泡体９Ｂとを有する。輪体６
の断面形状は丸みをおびており、そのため内部の発泡体
９は幅対肉厚の比が小さく設定されている。輪体６のト
レッド部１１には中央に分水突条２１が形成されてい
る。

【００２０】尚、前記第１変形例の発泡体９の多層構造
及びタイヤ幅に対する比率、第２変形例のラグ及び羽根
形状などは、前記実施例にも適用できる。また、本発明
は前記実施例及び変形例に限定されるものではなく、種
種変形することができる。例えば、弾性体８のラグ１
２、大小羽根１３Ｌ，１３Ｓ、両羽根１３Ａ等の形状、
個数等を変更したりしても良い。また、ゴム素材１６の
断面形状は発泡ゴム材１８及びリム５を挿入する周溝１
７を有しておれば、その外形は種々設定でき、発泡ゴム
材１８は全域略均一に膨張するものとして、出来上りの
発泡体９の形状に相似形の断面形状としておけば良い。

【００２１】更にまた、輪体６はリム５に羽根１３を形
成する金属板を溶着し、各羽根板間に弾性体８及び発泡
体９を配置したり、リム５に円板の外周を軸方向に折曲
げてフランジ状にしたものを使用したりしても良い。

【００２２】

【発明の効果】以上詳述した本発明農用車輪によれば、
リムより径外側の弾性体内に全周に亘って発泡体が内包
され、この発泡体をリムと接着ゴム層を介して接合して
いるので、外圧によって弾性体が変形すると、発泡体が
空気圧の如く弾性体を内側から弾力的に支持することが
でき、従来の空気入りタイヤ車輪の空気圧と略同等の振
動減少効果を有し、広幅にして沈下を少なくでき、パン
ク及び内圧自然減少もなく、内圧管理が不要であり、中
空車輪と比較して、発泡体を必要とするが弾性体のサイ
ドウオール部を充分薄肉にでき、発泡体は重量が小さい
ので重量増加は阻止でき、その上、接着ゴム層によって
発泡体が強化されて剪断等の破壊が防止でき、発泡体と
リムとの接合が確実に維持でき、輪体の外形状を長期間
高精度に確保できる。

【００２３】また、本発明製造方法によれば、ゴム素材
の周溝内に発泡剤混入発泡ゴム材とリムとを挿入して、
これを金型内に入れて押圧して加熱成形するだけで、従
来のゴム焼付車輪と略同様に簡単且つ安価に製造でき、
発泡ゴム材の膨張によりゴム素材を内側から金型に押し
当てるので、弾性体の外形の成形精度が良好になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明農用車輪を示し、図３のＡ−Ａ線断面に
相当する断面図である。

【図２】図３のＢ−Ｂ線断面に相当する断面図である。

【図３】農用車輪の平面図である。

【図４】農用車輪の全体正面図である。

【図５】本発明の農用車輪の製造方法を説明するための
断面説明図である。

【図６】本発明農用車輪の第１変形例を示した断面図で
ある。

【図７】本発明農用車輪の第２変形例を示し、図８のＣ
−Ｃ線断面に相当する断面図である。

【図８】第２変形例の農用車輪の全体正面図である。

【符号の説明】

１農用車輪５リム６輪体８弾性体９発泡体１２ラグ１３羽根１４金型１６ゴム素材１７周溝１８発泡ゴム材

フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−43501（ＪＰ，Ａ) 特開平２−114001（ＪＰ，Ａ) 実開昭55−85902（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60C 7/00,7/10 B60B 15/02,15/04 B29D 30/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】環状のリムをゴム等の弾性体で被覆して
輪体を形成し、この輪体の外周に周方向間隔をおいてラ
グと羽根とを一体成形しており、前記輪体はリムよりも
径外側の弾性体内に全周に亘って発泡体を内包し、この
発泡体をリムと接着ゴム層を介して接合したことを特徴
とする農用車輪。
【請求項２】径内側に開口した周溝を有するゴム素材
の周溝奥に、ゴム素材より低硬度で且つ低温発泡する発
泡剤を混入した発泡ゴム材を挿入し、この発泡ゴム材よ
り径内側で周溝に環状リムを挿入し、これらゴム素材、
発泡ゴム材及びリムを上下金型内に挿入し、この上下金
型を前記発泡剤の発泡温度より高い温度に加熱しながら
締付けて、発泡ゴム材を発泡させてゴム素材を上下金型
に押し当てて成形することを特徴とする農用車輪の製造
方法。