JP2002113790A - ソリッドタイヤの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ソリッドタイヤを、ケーシング内部が弾性発
泡体で均一にかつ完全に充填された状態で確実に製造す
ることである。 【解決手段】 ゴム製ケーシング１の内部に、発泡ポリ
ウレタンからなる弾性合成樹脂２を注入するとき、水平
面に対して角度α度だけ傾斜させたケーシング１の最上
部となる一側部に注射針状の管状物１０を貫通させてケ
ーシング内外を通気可能にし、注入とほぼ同時に発泡を
開始させて弾性合成樹脂２を充填する。ケーシング内に
発泡性弾性合成樹脂を注入すると共に発泡および硬化さ
せるとき、最もガスの溜りが形成されやすい部分から確
実に排気を行なうことができる。そのため、ケーシング
内部が弾性発泡体で均一にかつ完全に充填された状態に
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電動三輪車、電
動カートおよび電動車椅子などの歩行障害者用の小型特
殊自動車もしくは自転車または荷物運搬用のカートやフ
ォークリフト等の運搬車のように、耐パンク性や長時間
の使用耐久性が要求されるタイヤとして用いられるソリ
ッドタイヤの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、荷物を運搬するカートや歩行障
害者移動用の電動カート等の小型特殊自動車または自転
車に装着されるタイヤは、空気の漏出（パンク）がな
く、長時間の使用耐久性に優れてメンテナンス不用であ
ることが要件になるため、中実タイヤであるソリッドタ
イヤが用いられている。

【０００３】このようなソリッドタイヤは、弾性ゴムを
主材料としてタイヤ内を中実にして一体成形したもの、
または汎用のニューマチックタイヤの中空部に別途成形
した環状の弾性ゴムを嵌め合わせたものが広く用いられ
ていた。

【０００４】しかしながら、ソリッドタイヤの衝撃吸収
性は、不充分であって長時間使用する場合の乗り心地が
悪いため、本願の出願人は、先の出願においてタイヤの
ゴム製ケーシング内に発泡ポリウレタンからなる弾性合
成樹脂を注入し、かつ発泡硬化させることにより、エア
クッション性に優れたソリッドタイヤを開示した（実開
平６−３７０１号公報）。

【０００５】そして、上記の公開されたソリッドタイヤ
は、水平に置かれたタイヤの側面に錐や千枚通しなどの
錘状物でケーシング側面に小孔を形成しておき、その後
に弾性合成樹脂を注入し、かつ発泡硬化させることによ
り空気溜りを残さないようにして製造する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
のソリッドタイヤの製造工程では、タイヤの環状ケーシ
ングに予めガス抜き用の小孔を形成しておく手段を採用
しており、これでは前記小孔は、ケーシングを形成して
いるゴムの弾性力で自然に塞がれた状態であるから、弾
性合成樹脂を発泡充填するときの圧力程度では小孔を押
し開いて空気を充分に逃がすことができず、製造後のケ
ーシング内側には若干の空気が滞留する場合があった。

【０００７】そして、このような不完全な充填状態であ
るソリッドタイヤは、軽量物を運搬する場合において
は、あまり問題はないが、例えばフォークリフトのタイ
ヤなどのように重量物運搬用のタイヤとして用いるとき
には、万全の安全性を確保することが困難である。

【０００８】また、タイヤケーシングの一部内側に沿っ
て未充填部分のあるソリッドタイヤを装着した車両を長
時間駐車しておくと、タイヤケーシングの一部に過剰な
荷重がかかりひび割れやタイヤの変形が起こりやすくな
る場合もある。

【０００９】そこで、この発明の課題は、上記した問題
点を解決してソリッドタイヤを、ケーシング内部が弾性
発泡体で均一にかつ完全に充填された状態で確実に製造
できる方法を提供することである。

【００１０】また、重量物運搬車のタイヤとして用いら
れた場合により安全性が高く、耐久性が向上するよう
に、ケーシング内部が弾性発泡体で均一にかつ完全に充
填できるソリッドタイヤの製造方法を提供することであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明では、タイヤのホイールに取り付けたゴ
ム製ケーシングの一側部に管状物を貫通させてケーシン
グ内外を通気可能にし、かつ前記ケーシングの管状物貫
通部位が最上位になるようにタイヤのケーシングを傾斜
させ、この状態でケーシング内に発泡性弾性合成樹脂を
注入すると共にこれを発泡および硬化させ、発泡した弾
性合成樹脂でタイヤ内を充填した後、前記管状物をケー
シングから抜脱することからなるソリッドタイヤの製造
方法を採用したのである。

【００１２】上記したように構成されるこの発明のソリ
ッドタイヤの製造方法では、ゴム製ケーシングの一側部
に貫通させた管状物によって製造工程におけるケーシン
グ内外に大きな圧力差がなくても通気できるようにな
り、すなわちケーシングの一側部が最上位になるように
タイヤのケーシングを傾斜させて、この状態でケーシン
グ内に発泡性弾性合成樹脂を注入すると共に発泡および
硬化させるとき、最もガスの溜りが形成されやすい部分
から確実に排気を行なうことができる。そのため、ケー
シング内部が弾性発泡体で均一にかつ完全に充填された
状態になる。

【００１３】また、タイヤのケーシングの傾斜角度が、
水平面に対して１〜４５度、すなわち４５度以下に傾斜
させるようにした上記のソリッドタイヤの製造方法で
は、ケーシングの一側部が確実に最上位になるので、中
空環状の側面に残りやすい（抜け難い）ガス溜りが形成
されずに確実に排気される。

【００１４】また、管状物の外径が、１〜３ｍｍである
上記のソリッドタイヤの製造方法では、管状物をゴム製
ケーシングから抜脱した際に、ゴムの弾性でもって確実
に小孔をふさぐことができ、タイヤの使用時に小孔から
水などが浸入することなく、また小孔を形成した痕が残
らないので見栄えがよく、品質のよいソリッドタイヤを
効率よく製造することができる。

【００１５】このようにして製造されるソリッドタイヤ
は、ケーシング材料自体のゴム弾性と共に発泡性合成樹
脂の圧縮変形による弾性力が付加されて、クッション性
が向上したものになることは勿論である。

【００１６】

【発明の実施の形態】この発明の実施形態を、以下に添
付図面に基づいて説明する。

【００１７】図１に示す実施形態は、電動三輪車に装着
する小型タイヤであって、環状のゴム製ケーシング１の
内部に、発泡ポリウレタンからなる弾性合成樹脂２を注
入するとき、水平面に対して角度α度だけ傾斜させたケ
ーシング１の最上部となる一側部に注射針状の管状物１
０を貫通させてケーシング内外を通気可能にし、注入と
ほぼ同時に発泡を開始させて弾性合成樹脂２を充填した
ものである。

【００１８】ゴム製ケーシング１は、外形状環状で断面
溝形であり、ホイール３のリム３ａに密接するビード部
４の内部には、ピアノ線からなるビードフィラ５を周方
向に埋設しており、トレッドゴム６の内部には、耐熱ゴ
ムおよびクッションゴムを積層したブレーカ７、木綿ま
たはナイロンコードを数層に重ねてゴムで固めたカーカ
ス８を順に積層および密着させている。このようなゴム
製ケーシング１は、市販のニューマチックタイヤの外包
を使用できる。

【００１９】ケーシング１に充填する発泡ポリウレタン
は、熱硬化性の軟質で発泡性のもの（軟質ウレタンフォ
ーム）を適用できる。発泡ポリウレタンは、脱水したポ
リオール、イソシアネート類、鎖延長剤、架橋剤、触
媒、発泡剤、気泡サイズ調節剤、硬化剤などを混合して
発泡させかつ硬化させる。

【００２０】上記のポリオールとしては、ポリエーテ
ル、ポリエステルなどがあり、イソシアネート類として
は、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイ
ソシアネート、ポリフェニルポリメチレンポリイソシア
ネートなどが挙げられる。また、上記鎖延長剤として
は、グリコール、ジアミン等、発泡剤としては、水とイ
ソシアネートとの反応による二酸化炭素、空気や液化二
酸化炭素等であってよく、気泡サイズ調節剤としては、
シリコーンオイルや乳化剤、触媒としてはアミン類や有
機スズ化合物等が挙げられる。

【００２１】また、発泡性を付与して用いる弾性合成樹
脂としては、上記したポリウレタン以外に、ＥＶＡ樹脂
（エチレン酢酸ビニル共重合体樹脂）、ポリエチレン、
ポリスチレン、フェノール樹脂、ユリア樹脂等が挙げら
れる。さらにまた、熱可塑性エラストマーについても、
前記同様に発泡性を付与してこの発明に用いることがで
きる。熱可塑性エラストマーとしては、スチレン−ブタ
ジエン系、ポリエステル系、ポリエチレン系、塩化ビニ
ル系のものなどを適宜に選択して採用できる。

【００２２】発泡性弾性合成樹脂をタイヤケーシング内
に注入する量は、製品のソリッドタイヤ内部の弾性合成
樹脂の見かけ密度が１００ｋｇ/ｍ³以上となり、かつ６
５０ｋｇ/ｍ³以下となるようにする量であることが好ま
しい。見かけ密度が１００ｋｇ/ｍ³未満のソリッドタイ
ヤは、これを装着した重量物運搬車などを長時間駐車さ
せることにより、塑性変形しやすくなるからであり、６
５０ｋｇ/ｍ³を越えるとタイヤが硬くなりすぎて乗り心
地が悪くなる。

【００２３】この発明に用いる管状物は、注射針のよう
に先端が鋭角な中空細管を採用したものであってもよい
が、予めタイヤのケーシングに千枚通しなどの錐状物で
穿孔を形成し、それに差し込める径で端面が円形のパイ
プ状のものを採用することもできる。

【００２４】管状物の材質は、特に限定されるものでは
ないが、ケーシングのゴムの弾性（復元）力で管が変形
せず、または閉塞されることのない程度の硬さを有する
ものであればよく、例えば鉄やアルミニウムなどの金
属、硬質プラスチック、セラミック製のものなどが適当
な材質である。

【００２５】管状物の設置箇所は、傾斜させたケーシン
グの最も高い位置であり、未充填のタイヤ内の中空部に
貫通させる。発泡性の弾性樹脂を充填するときに空気や
二酸化炭素のガスが最も溜まりやすい部分が傾斜させた
ケーシングの最も高い位置になるからである。

【００２６】管状物をケーシングに突き刺す場合は、タ
イヤケーシングの側面に対して法線の方向に（直交する
ように）環状物の軸線に一致するように突き刺してもよ
く、また両線に角度をもたせて適当に（例えば１０〜８
０度、図示のものは約４５度）傾斜するように突き刺し
てもよい。このように傾斜させて管状物をケーシングに
突き刺すと、管状物を抜いた痕が目立ち難く、孔も密着
して閉じやすい。

【００２７】ケーシングの傾斜角度は、ケーシングの管
状物貫通部位が最上位になるように適宜に設定すればよ
く、具体的にはタイヤの種類や形状、充填する発泡性弾
性樹脂の特性に応じて好ましいものを採用するが、通常
は１〜４５度の範囲であり、特に１〜３０度が好まし
い。このようにすると、通常のタイヤケーシングの肉厚
の最も薄い部分が最上位に配置されるので、作業性よく
管状物をタイヤの直上から押し当てて貫通させることが
できる。タイヤケーシングは、発泡充填時に設定の範囲
で傾斜させていればよく、タイヤ内の密度分布を均一に
するために、ガス抜きが終了したときに水平に戻すこと
が好ましい。

【００２８】図１に示した傾斜装置は、平板状の台９の
上にホイール３の内周面が嵌る円柱状の凸部９ａを設
け、台９の一端を図外の水平回転軸で支持すると共に他
端を自由端とし、この自由端を図外の油圧装置で動作す
るピストンロッド１１で昇降させることにより、１〜４
５度程度で任意の角度（α°）に台９を傾斜できるよう
にしている。

【００２９】弾性合成樹脂の発泡充填方法としては、例
えば反応射出成形法（ＲＩＭ法）により、発泡性弾性合
成樹脂を注入してケーシング１内部で発泡させる方法を
採用できる。

【００３０】

【実施例】図１に示す実施例では、市販の発泡ポリウレ
タンとして、原料中の化学反応により発生させた二酸化
炭素を発泡に用いた日清紡績社製：ウレタンフォーム原
液ＭＣ−３１を使用した。使用に際しては、イソシアネ
ートとポリオールからなる主剤と、発泡剤、触媒等から
なる副剤を混合してタイヤケーシング（３．００−４お
よび３．５０−５のサイズ）に、空気注入用バルブ（治
具に設けた注入口を利用することもできる。）から充填
した。その際、ガス抜き用の管状物として外径１．３ｍ
ｍの鉄製であって先端が鋭角の針状管状物を使用した。
タイヤケーシングの傾斜角は、水平面に対して５°、１
５°、３０°の３通りで行ない、充填密度は４００±３
０ｋｇ/ｍ³となるように調整した。

【００３１】上記のようにして製造したソリッドタイヤ
は、同型のニューマチックタイヤと同等の耐荷重性を有
し、しかもクッション性に優れたものであった。そし
て、実施した全ての傾斜角で製造したものについて要所
を切断してその断面を調べたところ、いずれにもガス
（空気）溜りは形成されておらず、ケーシング内部は弾
性発泡体で均一にかつ完全に充填された状態であった。

【００３２】また、管状物をゴム製ケーシングから抜脱
すると、確実に小孔が塞がれた状態になり、突き刺した
痕が残らないので、見栄えがよいソリッドタイヤであっ
た。

【００３３】以上の発泡充填およびホイール３への装着
の手順は、異なるサイズのケーシング（図示せず）に対
しても全く同様に行なうことができ、また適宜に製造工
程の順序を変更してもよい。

【００３４】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように、タイ
ヤのホイールに取り付けたゴム製ケーシングの一側部
に、管状物を貫通させてこの一側部が最上位になるよう
にタイヤのケーシングを傾斜させ、この状態で発泡性弾
性合成樹脂を注入すると共に発泡および硬化させてタイ
ヤ内を発泡弾性合成樹脂で充填する製造方法を採用した
ので、ソリッドタイヤを、ケーシング内部が弾性発泡体
で均一にかつ完全に充填された状態で確実に製造できる
という利点がある。

【００３５】また、タイヤのケーシングの傾斜角度が、
水平面に対して１〜４５度、すなわち４５度以下に傾斜
させるようにした上記のソリッドタイヤの製造方法で
は、ケーシングの一側部が確実に最上位になるので、中
空環状の側面に残りやすい（抜け難い）ガス溜りが形成
されずに確実に排気される。

【００３６】また、管状物の外径が１〜３ｍｍである上
記ソリッドタイヤの製造方法では、管状物をゴム製ケー
シングから抜脱した際に、確実に小孔を塞いで痕が残ら
ないので、見栄えがよく、品質のよいソリッドタイヤを
効率よく製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の一製造工程を示すソリッドタイヤおよ
び傾斜装置の断面図

【符号の説明】

１ ケーシング ２ 弾性合成樹脂 ３ ホイール ３ａ リム ４ ビード部 ５ ビードフィラ ６ トレッドゴム ７ ブレーカ ８ カーカス ９ 台 ９ａ 凸部 １０ 管状物 １１ ピストンロッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小島 正弘 名古屋市南区豊田５丁目14番25号 日清紡 績株式会社名古屋工場内 Ｆターム(参考） 4F212 AG20 AH20 VC07

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タイヤのホイールに取り付けたゴム製ケ
   ーシングの一側部に管状物を貫通させてケーシング内外
   を通気可能にし、かつ前記ケーシングの管状物貫通部位
   が最上位になるようにタイヤのケーシングを傾斜させ、
   この状態でケーシング内に発泡性弾性合成樹脂を注入す
   ると共にこれを発泡および硬化させ、発泡した弾性合成
   樹脂でタイヤ内を充填した後、前記管状物をケーシング
   から抜脱することからなるソリッドタイヤの製造方法。
2. 【請求項２】 タイヤのケーシングの傾斜角度が、水平
   面に対して１〜４５度である請求項１記載のソリッドタ
   イヤの製造方法。
3. 【請求項３】 管状物の外径が、１〜３ｍｍである請求
   項１記載のソリッドタイヤの製造方法。