JP4669603B2

JP4669603B2 - ソリッドタイヤの製造方法

Info

Publication number: JP4669603B2
Application number: JP2000309224A
Authority: JP
Inventors: 正弘小島; 節男吉川; 俊明北田
Original assignee: Itochu Plastics Inc
Current assignee: Itochu Plastics Inc
Priority date: 2000-10-10
Filing date: 2000-10-10
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2020-10-10
Also published as: JP2002113790A

Description

【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６５０ｋｇ/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、６５０ｋｇ/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１０〜８０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、１〜４５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１．３ｍｍ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°、１５°、３０°の３通りで行ない、充填密度は４００±３０ｋｇ/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

Claims

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。
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。
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。