JP2004174844A

JP2004174844A - ソリッドタイヤの製造方法とその治具

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Publication number: JP2004174844A
Application number: JP2002342656A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Kojima; 正弘小島
Original assignee: Nisshinbo Industries Inc; Nisshin Spinning Co Ltd; Itochu Plastics Inc
Current assignee: Nisshinbo Holdings Inc; Itochu Plastics Inc
Priority date: 2002-11-26
Filing date: 2002-11-26
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2022-11-26
Also published as: JP4644413B2

Abstract

【課題】軟質系発泡性弾性樹脂を充填したソリッドタイヤの製造の際、完成品が成形用治具から離脱しやすく、かつ、充填物に亀裂が発生するのを防ぐ。
【解決手段】タイヤケーシングＴｃの内径穴Ｈに嵌合する円柱部２、１２と、その後端にフランジ部３、１３を有した対の下型１と上型１１の下型１に充填物の注入孔４を設け、上型１１にガス抜き用の貫通孔１４を設ける。タイヤケーシングＴｃを下型１に嵌め、注入孔４から軟質ウレタンフォームＵ_１を充填し、上型１１を嵌めた後、両型１、１１をねじ６で締めつけて、タイヤケーシングＴｃをフランジ部３、１３で軸方向に押圧して固定する。軟質ウレタンフォームＵ_１の発泡硬化後、上型１１のガス抜き用貫通孔１４からドリルキリを挿入して、硬化した軟質ウレタンフォームＵ_２に突き入れて、内部の過剰なガスを外部に放散させた後、上下の型１、１１をタイヤケーシングＴｃから外す。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ソリッドタイヤの製造方法とその治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ソリッドタイヤは、弾性ゴムを主材料とした中実の円環状に一体成形したもの、または、汎用のニューマティックタイヤの中空部に別途成形した輪状の弾性部材を嵌め併せたものであるが、その中実部は、所要の耐荷重性を満たすよう、高比重の成形材料を用いるので、タイヤ重量が増大し、また、ソリッドタイヤは、走行時の振動がホイールに伝わり易いのでニューマティックタイヤに比べて、クッション性が劣る、という問題点があった。
【０００３】
また、別途成形する中実部は、タイヤのサイズ別に各種取り揃える必要があり、これをケーシング内部に嵌めるときは、剛直なビート部を強制的に変形させねばならないので、組み立て効率が悪い、という問題もあった。
【０００４】
そこで、そのような問題点を解消すべく、充填物として、軟質系発泡性弾性樹脂のウレタンフォームを用いたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−５９１２１号公報
【０００６】
この軟質系発泡性の弾性樹脂を充填して作製したソリッドタイヤでは、発泡量に見合う割合で弾性樹脂の充填量を少なくすることができ、その分、軽量化ができ、気泡の圧縮変形による弾性力が付加されて、クッション性も向上するようになった。
【０００７】
また、充填する軟質系発泡性弾性樹脂の所要量を種々のサイズのゴム製ケーシングに充填発泡するだけで完成するので、製造効率に優れたものともなった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のソリッドタイヤの製造では、以下のような問題がある。
【０００９】
すなわち、そのようなソリッドタイヤの製造では、先ず、タイヤケーシングを対の型の一方に固定し、その一方の型から充填物たる軟質系発泡性弾性樹脂のウレタンフォームをケーシング内に充填し、その後で、他方の型を装着し、充填物を硬化させた後、対の型を開いて完成したタイヤを取り出しているので、完成したタイヤが型から離脱しにくく、また、硬化した充填物自体に亀裂が発生し易い、という問題がある。
【００１０】
この発明の課題は、そのような問題点を解消することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
先ず、上記従来の製造方法において、完成したソリッドタイヤが型から離脱しにくかったのは、充填物（ウレタンフォーム）が発泡硬化する過程で発生するガスの圧力によるものである。すなわち、タイヤケーシング内の充填物内に、多量のガスを内包しており、そのガスがタイヤを膨張させるので、そのガス圧による型からの反作用でタイヤが型から抜けにくくなっているからである。
【００１２】
また、もう一つの問題点である、充填物の亀裂の発生についても、充填物は自身のガス圧によって常に膨張しようとしているが、タイヤを型から離脱させる際には、それまで型に押さえ込まれていた圧力が急に解放され、その圧力の急な解放によって歪みが生ずるからである。
【００１３】
そこで、そのような原因を解消して、上記課題を解決するために、この発明は、前記タイヤケーシングを、ガス抜き穴が設けられた成形用治具に固定して、前記タイヤケーシングの内部に前記軟質系発泡性弾性樹脂を充填して硬化させた後、前記タイヤケーシングを前記成形用治具から離脱させる前に、前記ガス抜き穴から、先の尖ったものを挿通して、硬化した前記軟質系発泡性弾性樹脂に突き入れて、その樹脂内の過剰なガスを外部に放散させるようにしたのである。
【００１４】
このようにしたことにより、型からタイヤケーシングを離脱させる際には、過剰なガスが抜かれているので、充填物が型を締めつける力が小さくなり、型からの離脱が容易となる。
【００１５】
また、同様に発泡硬化した充填物に関しても、自己の内圧によって亀裂を発生することがない。
【００１６】
上記方法を実施するための成形用治具として、前記タイヤケーシングの内径穴に嵌入する円柱の後端にフランジ部を有した対の型から成り、その型の一方に、それをタイヤケーシングの内径穴にセットした際、それが外部に露出している面に、ケーシング内に繋がる注入孔が設けられており、その注入孔は対の型をセットした後は、相手方の型によって塞がれるようになっているものにおいて、前記対の型の少なくとも一方に、型をタイヤケーシングの内径穴にセットした際、前記ケーシング内と型の外部とを繋ぐ貫通孔が上記ガス抜き穴として設けられている構成のものとしたのである。
【００１７】
上記成形用治具において、上記貫通孔を、着脱自在となった密閉手段で塞いでおくようにすれば、前記軟質系発泡樹脂を充填する際、充填物が貫通孔を通して、型の外部に漏れることがないので、そのような材料の無駄を省くことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照してこの発明の実施の形態を説明する。図１はこの実施形態の方法の実施にあたって、タイヤケーシングに充填物（軟質系発泡性の弾性樹脂）を充填する際の、そのタイヤケーシングを固定するための成形用治具を模式的に描いたものである。想像線で示したものは、その充填物の充填対象となるタイヤケーシングＴｃである。
【００１９】
なお、この実施形態では、軟質系発泡性弾性樹脂の充填物として、軟質ウレタンフォームを採用しているが、発泡硬化後の冷却等により、収縮変形の心配のないものであれば、材料はこのものに限定されることはなく、発泡性を付与してこの発明に用いることができる弾性合成樹脂としては、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、ユリア樹脂等を挙げることができる。
【００２０】
その特性として、フリー発泡密度は１００〜５００Ｋｇ／ｍ^３、好ましくは１５０〜４５０Ｋｇ／ｍ^３である。これより発泡密度が低いと、タイヤケーシング内に充填した場合、発泡圧が高くなり過ぎて、成形不良が起こり易くなり、また、高いと、未充填になるおそれがある。
【００２１】
さらに、タイヤケーシング内に充填された場合の見かけの密度は１５０〜８００Ｋｇ／ｍ^３、好ましくは２００〜６００Ｋｇ／ｍ^３である。これより密度が低いと、ソリッドタイヤに使用する場合、強度不足となり、また、密度が高くなると、硬く、そして、重くなり過ぎて、経済的にも不利となる。
【００２２】
さて、この成形用治具は、図に示すように、タイヤケーシングＴｃの軸方向に対向して、タイヤケーシングＴｃを軸方向に挟む対の型１、１１からなり、両型１、１１共、タイヤケーシングＴｃの内径穴Ｈに嵌合する円柱部２、１２と、その円柱部２、１２の嵌合方向の後端にフランジ部３、１３を有した形態を成している。図の下側に示した一方の型（以下、便宜的に下型１という）には、円柱部２に、その軸心を通るボルトの挿通穴５が設けられていて、その下方から上向きにボルト６が挿通されるようになっている。また、この下型１には、それにタイヤのケーシングＴｃを装着した状態で、ケーシングＴｃ内に充填物を注入できるようになった注入孔４が設けられている。
【００２３】
他方、図の上側に示したもう一方の型（以下、便宜的に上型１１という）にも、その軸芯にボルトの挿通穴１５が設けられている。これは、後述するように、前記下型１と上型１１をボルト６で固定する際に使用されるものである。また、この上型１１には、円柱１２の周面からフランジ部１３の端面に繋がるガス抜き用の貫通孔１４が、円柱１２の周に沿う三等分の位置に三つ設けられている。各貫通孔１４は、上型１１をタイヤケーシングＴｃに装着した際の、タイヤケーシングＴｃ内に臨む側の開口に粘着テープ１７を貼って貫通孔１４を密閉したものと、そうでないものとの二種類を用意した。以上が、この実施形態の成形用治具の構成である。次に、その治具を用いた、この実施形態のタイヤの製造方法を図２を参照して説明する。
【００２４】
先ず、図２（ａ）に示すように、充填物の注入孔４が設けられた下型１の円柱部２に、タイヤケーシングＴｃの内径穴Ｈを嵌合させる。次に、その状態で、前記円柱部２の注入孔４から、充填物たる軟質ウレタンフォームＵ_１（日清紡績（株）製軟質ウレタンフォーム原液ＭＣシリーズ）を充填する。
【００２５】
次に、図２（ｂ）に示すように、軟質ウレタンフォームＵ_１の発泡硬化完了前に上型１１の円柱部１２をタイヤケーシングＴｃの内径穴Ｈに嵌合させ、上下の型の円柱部１１、１２の端面を密着させた状態にする。その状態で、下型１の下方からねじ６を挿通して、上型１１のフランジ部１３表面から突出させ、その突出したねじ６の部分にナット１６を螺合させて、締めつけて、タイヤケーシングＴｃを、両型１、１１のフランジ部３、１３で軸方向に押圧して固定する。
【００２６】
そして、充填した軟質ウレタンフォームＵ_１が発泡硬化した後（発泡硬化後の軟質ウレタンフォームに符号Ｕ_２を付す）、タイヤケーシングＴｃを成形用治具から離脱させる前に、貫通孔１４にドリルキリ（あるいは、針金等、要は先の尖った線状のもの）を挿入して、発泡硬化した軟質ウレタンフォームＵ_２内に突き入れて、タイヤケーシングＴｃ内で軟質ウレタンフォームＵ_２内の過剰なガスを抜く。
【００２７】
上型１１に設けられている前記ガス抜き用の貫通孔１４を粘着テープ１７で塞いでいたものについては、貫通孔１４にドリルキリを挿入して、その粘着テープ１７を打ち破り、さらに、硬化した軟質ウレタンフォームＵ_２内に突き入れて、タイヤケーシングＴｃ内の軟質ウレタンフォームＵ_２の過剰なガスを外部に放散させた。
【００２８】
他方、その貫通孔１４を粘着テープ１７で塞いでいなかったものについては、下型１の注入孔４からタイヤケーシングＴｃ内に軟質ウレタンフォームＵ_１を充填する際に、その貫通孔１４にも軟質ウレタンフォームＵ_１が浸入してきて、それが、少々外部に漏れ出た形になった。その後、軟質ウレタンフォームＵ_１が硬化した後、貫通孔１４にドリルキリを挿入し、浸入して硬化した軟質ウレタンフォームＵ_２を除去し、さらに、タイヤケーシングＴｃ内の軟質ウレタンフォームＵ_２内に突き入れて、軟質ウレタンフォームＵ_２内の過剰なガスを外部に放散させた。
【００２９】
ガス抜きを充分に行った後、上下両方の型１、１１をタイヤケーシングＴｃから外すが、ガス抜きが行われているので、タイヤケーシングＴｃの型からの反作用が小さく、型１、１１の離脱が容易である。
【００３０】
また、このガス抜きによって、タイヤケーシングＴｃ内の圧力が低下しているので、軟質ウレタンフォームＵ_２に関しても、自己の内圧によって亀裂を発生することなく、良好な状態のソリッドタイヤを得ることができる。この結果は、ガス抜き用の貫通孔１４を粘着テープ１７で塞いでいた上型１１を使用した場合も、塞いでいなかった上型１１を使用した場合も、共に同じであった。
【００３１】
なお、この実施形態ではガス抜き用の貫通孔１４を三箇所設けたが、この設置数は特に限定されるものではない。ただし、四箇所以下であることが望ましい。それは、数度の実験結果から、四箇所以下で充分に目的を達成できるとともに、設置数が多くなる程、発泡に伴う充填材料の漏れが多くなり、材料が無駄になるからである。また、治具の作製の際、加工の手間もかかるからである。
【００３２】
【発明の効果】
上記のように、本発明の製造方法は、軟質系発泡性の弾性樹脂を充填したソリッドタイヤの製造の際に、完成したソリッドタイヤが成形用治具から離脱しやすく、充填物（軟質系発泡性弾性樹脂）に亀裂が発生するのを防止できる、という効果がある。
【００３３】
また、本発明の成形用治具によれば、簡単な構造で、前記製造方法を実施することができる。
【００３４】
そして、成形用治具の貫通穴を密閉手段で塞ぐことにより、材料の無駄を省き、コストを削減できる。
【００３５】
さらに、この製造方法によれば、成形用治具からの離脱前に、充填物内の過剰なガスを抜くことができるので、得られる製品の品質も安定する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の治具を模式的に示した斜視図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）の順で、この実施形態によるソリッドタイヤの作製の操作手順を示したものである。
【符号の説明】
１下型
２、１２円柱部
３、１３フランジ部
４注入孔
５、１５ボルトの挿通穴
６ボルト
１１上型
１４貫通孔（ガス抜き穴）
１６ナット
１７粘着テープ
Ｔｃタイヤケーシング
Ｈ内径穴
Ｕ_１軟質ウレタンフォーム（発泡前）
Ｕ_２軟質ウレタンフォーム（発泡後）

Claims

タイヤケーシング内に軟質系発泡性弾性樹脂が充填されたソリッドタイヤの製造方法において、
前記タイヤケーシングを、ガス抜き穴が設けられた成形用治具に固定して、前記タイヤケーシングの内部に前記軟質系発泡性弾性樹脂を充填して硬化させた後、前記タイヤケーシングを前記成形用治具から離脱させる前に、前記ガス抜き穴から、先の尖ったものを挿通して、硬化した前記軟質系発泡性弾性樹脂に突き入れて、その樹脂内の過剰なガスを外部に放散させるようにしたことを特徴とするソリッドタイヤの製造方法。
請求項１に記載の製造方法を実施する際に用いられる成形用治具であって、前記タイヤケーシングの内径穴に嵌入する円柱の後端にフランジ部を有した対の型から成り、その型の一方に、それをタイヤケーシングの内径穴にセットした際、それが外部に露出している面に、ケーシング内に繋がる注入孔が設けられており、その注入孔は対の型をセットした後は、相手方の型によって塞がれるようになっているものにおいて、
前記対の型の少なくとも一方に、型をタイヤケーシングの内径穴にセットした際、前記ケーシング内と型の外部とを繋ぐ貫通孔が上記ガス抜き穴として設けられていることを特徴とするソリッドタイヤの成形用治具。
上記貫通孔が密閉手段で塞がれている請求項２に記載のソリッドタイヤの成形用治具。