JP4644413B2 - ソリッドタイヤの製造方法とその治具 - Google Patents
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Description
【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/m3 、好ましくは150〜450Kg/m3 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/m3 、好ましくは200〜600Kg/m3 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U1 (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U1 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U1 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U2 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U2 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U2 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U2 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U2 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U1 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U1 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U1 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U2 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U2 内に突き入れて、軟質ウレタンフォームU2 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U2 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
U1 軟質ウレタンフォーム(発泡前)
U2 軟質ウレタンフォーム(発泡後)
Claims (3)
- タイヤケーシング内に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、ドリルキリを挿通してこれを硬化した前記発泡性弾性樹脂内に突き入れて、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ドリルキリ挿入用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。
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