JP2022176626A - ホイール付きソリッドタイヤの製造方法とホイール付きソリッドタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤケーシング内に弾性発泡体を形成した後に、弾性発泡体の成形用治具の取外し作業及びホイールの取付作業を不要にする。【解決手段】タイヤケーシング４１の内径穴４３に外周の側面１５が嵌まる嵌合部１３を備え、嵌合部１３から径の中心に向けて傾斜する斜面１６を有するホイール本体１１と、斜面１６に重なる閉鎖部３４を備えるホイール蓋体３１と、を有するホイール１０を用い、タイヤケーシング４１の内径穴４３にホイール本体１１の嵌合部１３を嵌め、斜面１６とタイヤケーシング４１の内径穴４３の周縁４４ｂとの間の隙間５１から、弾性発泡体原料５５をタイヤケーシング４１内に注入し、ホイール本体１１にホイール蓋体３１を重ねて隙間５１を閉鎖部３４で塞ぎ、弾性発泡体原料５５を発泡させる。【選択図】図４

Description

本発明は、ホイール付きソリッドタイヤの製造方法とホイール付きソリッドタイヤに関する。

パンクしないタイヤとして、タイヤケーシング内に弾性発泡体が充填されたソリッドタイヤがある。タイヤケーシングはゴム等からなる環状のものである。弾性発泡体は、適度の硬さと弾性を有する発泡体で形成され、例えば硬質ウレタンフォームが挙げられる。

ソリッドタイヤの従来の製造方法として、タイヤケーシングの内径穴に成形用治具を装着し、成形用治具に形成されている注入孔からタイヤケーシング内に液状の弾性発泡体原料を注入し、発泡ささせることにより弾性発泡体をタイヤケーシング内に形成し、その後に成形用治具をタイヤケーシングから外す方法がある（特許文献１）。

特開２００４－１７４８４４号公報

しかしながら、従来のソリッドタイヤの製造方法で製造されるソリッドタイヤは、自転車や車椅子、ゴルフカート等への取り付けの際に必要となるホイールが、タイヤの中心に取り付けられていないため、製造後にホイールを取り付ける必要があり、その作業が面倒である。

本発明は前記の点に鑑みなされたものであって、弾性発泡体の形成後に成形用治具の取外し作業及びホイールの取付作業を不要にできるホイール付きソリッドタイヤの製造方法とホイール付きソリッドタイヤの提供を目的とする。

本発明の第１の態様は、タイヤケーシング内に弾性発泡体原料を注入し、発泡させることにより、前記タイヤケーシング内に弾性発泡体が充填されたホイール付きソリッドタイヤを製造する方法において、前記タイヤケーシングの内径穴に嵌まる嵌合部を備え、該嵌合部の先端側には前記タイヤケーシング内と通じる注入部が形成されたホイール本体と、前記注入部を塞ぐ閉鎖部を有するホイール蓋体とを用い、前記タイヤケーシングの内径穴に前記ホイール本体の嵌合部を嵌め、前記注入部から前記弾性発泡体原料を前記タイヤケーシング内に注入し、前記ホイール本体の嵌合部の先端側に前記ホイール蓋体を重ねて前記注入部を前記閉鎖部で塞ぎ、前記弾性発泡体原料を発泡させることにより、前記ホイール本体と前記ホイール蓋体とで構成されるホイールを、前記タイヤケーシング及び該タイヤケーシング内の前記弾性発泡体と一体にすることを特徴とする。

本発明の第２の態様は、タイヤケーシングと、前記タイヤケーシング内に充填された弾性発泡体と、前記タイヤケーシングの内径穴に装着されたホイールとを有するホイール付きソリッドタイヤにおいて、前記弾性発泡体は、前記ホイールが装着された前記タイヤケーシング内で弾性発泡体原料から発泡形成されたものであることを特徴とする。

本発明によれば、弾性発泡体の成形後に弾性発泡体の成形用治具の取外し作業及びホイールの取付作業を不要にすることができる。

本発明のホイール付きソリッドタイヤの一実施形態について示す断面図である。 本発明の製造方法の一実施形態に使用するホイール及びタイヤケーシングの斜視図である。 本発明の製造方法の一実施形態に使用するホイール及びタイヤケーシングの断面図である。 本発明の製造方法の一実施形態におけるホイール本体のセット工程と、弾性発泡体原料の注入工程を示す断面図である。 本発明の製造方法の一実施形態における発泡工程を示す断面図である。 本発明の製造方法において加温する場合の一実施形態の断面図である。 本発明のホイールの他の実施形態について示す斜視図である。

本発明のホイール付きタイヤ及びその製造方法について実施形態を説明する。
図１に示す実施形態のホイール付きタイヤ１００は、タイヤケーシング４１と、タイヤケーシング４１の内径穴４３に装着されたホイール１０と、ホイール１０が装着されたタイヤケーシング４１内で弾性発泡体原料から発泡形成されて充填された弾性発泡体５６とを有する。

タイヤケーシング４１と、該タイヤケーシング４１への装着前のホイール１０を図２の斜視図及び図３の断面図に示す。
タイヤケーシング４１は、ソリッドタイヤの外皮を構成する部材であり、ゴム等で形成された所定の径及び幅を有する環状からなる。

ホイール１０は、タイヤケーシング４１の幅方向Ｗの一側のホイール本体１１と他側のホイール蓋体３１とが結合一体化したもので構成されている。ホイール本体１１及びホイール蓋体３１は、金属または樹脂で形成されている。

ホイール本体１１は、嵌合部１３を有する。嵌合部１３は、タイヤケーシング４１の内径穴４３に嵌まる外周の側面１５を備える円柱状をしている。ホイール本体１１の先端側には、嵌合部１３から該嵌合部１３の径の中心に向けて傾斜した斜面１６が、嵌合部１３の側面１５から続いてホイール本体１１の全周に形成されている。斜面１６は、注入部に相当する。

嵌合部１３の側面１５の高さは、図４の（Ａ）に示すように、ホイール付きソリッドタイヤの製造時、タイヤケーシング４１の内径穴４３に一側から嵌合部１３が嵌められた際に、タイヤケーシング４１の内径穴４３の他側の周縁４４ｂと斜面１６との間に隙間５１を生じるように設定される。

嵌合部１３の側面１５の外径は、タイヤケーシング４１の内径穴４３と等しいあるいは所定量大であり、タイヤケーシング４１の内径穴４３に嵌合部１３が一側から嵌められた際に、内径穴４３の一側の周縁４４ａに嵌合部１３の側面１５が密着するのが好ましい。

ホイール本体１１の斜面１６が形成されている先端側とは反対の他端側には、嵌合部１３の外周にフランジ１２が張り出している。フランジ１２は、ホイール本体１１の嵌合部１３がタイヤケーシング４１の内径穴４３に嵌合した際に、タイヤケーシング４１の側部の外面に、内径穴４３の一側の周縁４４ａで当接するように、タイヤケーシング４１の内径穴４３の径よりも大に形成されている。

なお、嵌合部１３は、図示の形態では、円柱状の先端側の角部がテーパー（斜面１６）となっているが、それに限られるものではない。

ホイール蓋体３１は、ホイール本体１１の先端側に重なった際にホイール本体１１の斜面１６に重なる閉鎖部３４を有する。実施形態のホイール蓋体３１は、嵌合部１３の外周の側面１５と略等しい外径の円柱状部３３を有し、該円柱状部３３の先端の中心側が円錐台状に窪んで縁がホイール本体１１の斜面１６に重なる閉鎖部３４となっている。

ホイール蓋体３１の閉鎖部３４が形成されている先端側とは反対の他端側には、円柱状部３３の外周にフランジ３２が張り出している。フランジ３２は、ホイール蓋体３１の円柱状部３１がホイール本体１１の嵌合部１３に重なった際に、タイヤケーシング４１の側部の外面に、内径穴４３の他端側の周縁４４ｂで当接するように、タイヤケーシング４１の内径穴４３の径よりも大に形成されている。

ホイール本体１１及びホイール蓋体３１の中心には、ホイール本体１１にホイール蓋体３１を重ねた際に連通するボルト挿通孔１７、３７が形成され、ボルト３８を挿通できるようになっている。ボルト３８は、後述するホイール付きソリッドタイヤの製造時に、ホイール本体１１とホイール蓋体３１を結合するものであり、ホイール本体１１とホイール蓋体３１を重ねた状態でナット３９が締め付けられる。

また、この実施形態では、ホイール本体１１及びホイール蓋体３１のボルト挿通孔１７、３７の周囲には、ホイール付きソリッドタイヤ１００を、自転車や車椅子、ゴルフカート等に取り付ける際に使用される取付孔１８、３５が複数形成されている。取付孔１８、３５は、ホイール本体１１とホイール蓋体３１が組み合わされた際に連通するように構成されている。

弾性発泡体５６は、ホイール１０が装着されたタイヤケーシング４１内で液状弾性発泡体原料から発泡形成されて充填されたものであり、ホイール付きソリッドタイヤの弾性発泡体として好適な弾性と硬さを有する発泡体からなり、例えば硬質ポリウレタン発泡体を挙げることができる。

タイヤケーシング４１内で発泡形成されて充填された弾性発泡体５６によって、タイヤケーシング４１の側部が外方へ押され、タイヤケーシング４１の内径穴４３の周縁では、ホイール１０の両側のフランジ１２、３２に押し付けられている。したがって、タイヤケーシング４１の内周穴４３の周縁は、ホイール１０のフランジ１２、３２と弾性発泡体５６とによって強く挟まれた状態にあり、タイヤケーシング４１とホイール１０及び弾性発泡体５６の結合が、強固なものになっている。

ホイール付きソリッドタイヤの製造方法の実施形態について説明する。
ホイール付きソリッドタイヤの製造方法は、ホイール本体のセット工程と、弾性発泡体原料の注入工程と、発泡工程とを有する。

ホイール本体のセット工程では、図４の（Ａ）に示すように、ホイール本体１１の嵌合部１３を、タイヤケーシング４１の内径穴４３に一側から挿入してタイヤケーシング４１の内径穴４３に嵌め、ホイール本体１１の先端側の斜面１６とタイヤケーシング４１の内径穴４３の他側の周縁４４ｂとの間に、隙間５１を形成する。

弾性発泡体原料の注入工程では、図４の（Ｂ）に示すように、ホイール本体１１の先端側の斜面１６とタイヤケーシング４１の内径穴４３の周縁４４ｂとの間の隙間５１から、液状の弾性発泡体原料５５をタイヤケーシング４１内に所定量注入する。その際、弾性発泡体原料５５は、ホイール本体１１の斜面１６に沿ってタイヤケーシング４１内に導かれるため、タイヤケーシング４１へスムーズに流入することができる。弾性発泡体原料５５は、ソリッドタイヤの弾性発泡体６として好適な弾性発泡体を形成する液状の発泡原料であり、例えば硬質ポリウレタン発泡体原料などを挙げることができる。符号５４は、弾性発泡体原料５５の注入装置のノズルを示す。

また、タイヤケーシング４１内への弾性発泡体原料５５の注入は、タイヤケーシング４１の内径穴４３の周縁４４ｂに沿って行い、内径穴４３の全周に渡って行うのが好ましい。それによって、タイヤケーシング４１内に注入される弾性発泡体原料５５の偏りを防ぐことができ、タイヤケーシング４１内で弾性発泡体原料５５の不均一な発泡を防ぐことができる。

なお、弾性発泡体原料５５の注入を、タイヤケーシング４１の内径穴４３の周縁４４ｂに沿って行う方法としては、ホイール本体１１の中心を軸として、タイヤケーシング４１及びホイール本体１１を周方向へ回転させながら弾性発泡体原料５５を注入する、あるいは注入装置のノズル５４を内径穴４３の周縁４４ｂに沿って移動させながら弾性発泡体原料５５を注入する方法などがあり、何れでもよい。

発泡工程では、図５に示すように、ホイール本体１１にホイール蓋体３１を重ね、ホイール本体１１の斜面１６に重なるホイール蓋体３１の閉鎖部３４で、図４の（Ｂ）に示した隙間５１を塞ぐ。その状態で、タイヤケーシング４１内の弾性発泡体原料５５を発泡させる。弾性発泡体原料５５の発泡により、タイヤケーシング１４内に弾性発泡体５６が形成され、充填される。これにより、図１に示したホイール付きソリッドタイヤ１００が得られる。得られるホイール付きソリッドタイヤ１００は、タイヤケーシング４１内で発泡形成されて充填された弾性発泡体５６と、ホイール１０の両側のフランジ１２、３２とによって、タイヤケーシング４１の内径穴４３の周縁が強く挟まれた状態となっているため、タイヤケーシング４１とホイール１０及び弾性発泡体５６の結合が、強固になっている。

また、発泡工程において、弾性発泡体原料５５が発泡してタイヤケーシング４１内に充満する際、ホイール本体１１の斜面１６にホイール蓋体３１の閉鎖部３４が重なっているため、ホイール本体１１とホイール蓋体３１との境界面（重なり面）の接触面積が大になり、ホイール本体１１とホイール蓋体３１の境界面（重なり面）のシール性が高くなる。その結果、タイヤケーシング４１内に充満した弾性発泡体原料５５が、ホイール本体１１とホイール蓋体３１との境界面（重なり面）から漏出するのが抑えられる効果もある。

なお、発泡工程では、タイヤケーシング４１を加温して、タイヤケーシング１４内の弾性発泡体原料５５の発泡反応を促進させてもよい。例えば、図６に示すように、電熱ヒーターや温水の配管などが取り付けられた加温容器５９にタイヤケーシング４１を収容して、発泡工程（あるいは注入・発泡工程）を行ってもよい。加温容器５９は、弾性発泡体原料５５の注入後に蓋をしてもよい。また、加温容器一体型の金型を用いて弾性発泡体原料５５の注入とその後の発泡を行ってもよい。

製造されたホイール付きソリッドタイヤ１００は、既にホイール１０が装着されているため、製造後にホイールを取り付ける作業を行うことなく、自転車、車椅子、ゴルフカート等に装着される。

なお、本発明は実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨に沿って変形が可能である。
例えば、前記実施形態のホイール１０では、ホイール本体１１の先端側の全周に注入部として斜面１６が形成されているが、それに限られるものではなく、図７に示す他の実施形態に係るホイール１０Ａのように、ホイール本体１１Ａの先端側の一部に注入部としての斜面１６Ａを設けてもよい。符号１３Ａは嵌合部、１５Ａは外周の側面、３１Ａはホイール蓋体、３４Ａは閉鎖部である。
また、弾性発泡体の発泡時におけるホイール本体とホイール蓋体の結合方法は、ボルトとナットに限られず、例えばホイール本体とホイール蓋体に係合手段を設けたり、ホイール本体に重ねたホイール蓋体をプレス等によってホイール本体に押し付けたりする方法でもよい。

本発明によれば、タイヤケーシング内に弾性発泡体を成形した後に弾性発泡体の成形用治具の取外し作業及びホイールの取付作業を不要にできる。

１０ ホイール
１１ ホイール本体
１２ フランジ
１３ 嵌合部
１５ 側面
１６ 斜面（注入部）
３１ ホイール蓋体
３２ フランジ
３４ 閉鎖部
４１ タイヤケーシング
４３ 内径穴
４４ａ，４４ｂ 内径穴の周縁
５１ 隙間
５５ 弾性発泡体原料
５６ 弾性発泡体
１００ ホイール付きソリッドタイヤ

Claims (7)

1. タイヤケーシング内に弾性発泡体原料を注入し、発泡させることにより、前記タイヤケーシング内に弾性発泡体が充填されたホイール付きソリッドタイヤを製造する方法において、
   前記タイヤケーシングの内径穴に嵌まる嵌合部を備え、該嵌合部の先端側には前記タイヤケーシング内と通じる注入部が形成されたホイール本体と、前記注入部を塞ぐ閉鎖部を有するホイール蓋体とを用い、
   前記タイヤケーシングの内径穴に前記ホイール本体の嵌合部を嵌め、前記注入部から前記弾性発泡体原料を前記タイヤケーシング内に注入し、
   前記ホイール本体の嵌合部の先端側に前記ホイール蓋体を重ねて前記注入部を前記閉鎖部で塞ぎ、前記弾性発泡体原料を発泡させることにより、前記ホイール本体と前記ホイール蓋体とで構成されるホイールを、前記タイヤケーシング及び該タイヤケーシング内の前記弾性発泡体と一体にすることを特徴とするホイール付きソリッドタイヤの製造方法。
2. 前記ホイール本体の嵌合部は、前記タイヤケーシングの内径穴に嵌まる側面を外周に有し、
   前記注入部は、前記嵌合部の先端側の外周の少なくとも一部で前記側面の先端側が径の中心へ向けて傾斜した斜面で構成され、
   前記ホイール蓋体の閉鎖部は、前記ホイール本体の嵌合部の前記斜面の注入部に重なるように構成され、
   前記タイヤケーシングの内径穴に前記ホイール本体の嵌合部を嵌め、前記タイヤケーシングの内径穴の周縁と前記嵌合部の前記斜面の注入部との間に隙間を形成し、前記嵌合部の前記斜面の注入部から前記隙間を通して前記弾性発泡体原料を前記タイヤケーシング内に注入し、
   前記ホイール本体の嵌合部の先端側に前記ホイール蓋体を重ねて前記閉鎖部で前記隙間を塞ぎ、前記弾性発泡体原料を発泡させることを特徴とする請求項１に記載のホイール付きソリッドタイヤの製造方法。
3. 前記注入部は、前記嵌合部の先端側の全周に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のホイール付きソリッドタイヤの製造方法。
4. 前記弾性発泡体原料の注入は、前記タイヤケーシングの内径穴の周縁に沿って行うことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載のホイール付きソリッドタイヤの製造方法。
5. タイヤケーシングと、前記タイヤケーシング内に充填された弾性発泡体と、前記タイヤケーシングの内径穴に装着されたホイールとを有するホイール付きソリッドタイヤにおいて、
   前記弾性発泡体は、前記ホイールが装着された前記タイヤケーシング内で弾性発泡体原料から発泡形成されたものであることを特徴とするホイール付きソリッドタイヤ。
6. 前記ホイールの両側には、前記タイヤケーシングの側部の外面に前記内径穴の周縁で当接するフランジ部を有し、
   前記フランジ部と前記弾性発泡体とで、前記タイヤケーシングの内径穴の周縁が挟まれていることを特徴とする請求項５に記載のホイール付きソリッドタイヤ。
7. 前記ホイールは、前記タイヤケーシングの幅方向の一側のホイール本体と他側のホイール蓋体とが結合一体化していることを特徴とする請求項５または６に記載のホイール付きソリッドタイヤ。

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