JPH0124641B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は設定された走行コースを無人状態で自
走する無人誘導車に供されるウレタン充填タイヤ
に関する。 最近、新交通システムの開発にともない設定コ
ースの走行運転がすべて電気的制御によつて行わ
れる無人誘導車の研究がすすめられているが、こ
の種の無人誘導車においてはプラツトホームの乗
降口の定位置停止の必要性等からその速度制御は
極めて厳格な技術が要求されている。一般に無人
誘導車の速度制御システムは、車輪の回転速度及
び動荷重半径とから算出される走行速度を検知す
る速度検知機構と該速度検知機構と共働する走行
位置検知機構により構成され、これによつて適宜
速度制御がなされプラツトホームの予定された位
置に停止する。ここで動荷重半径（Rd）とはタ
イヤ１回転あたり進んだ距離（Ｌ）を2πで除し
た値。即ち、 動荷重半径（Rd）＝ タイヤ１回転あたり進んだ距離（Ｌ）／2πで
定義される。ここで問題となるのはタイヤの動荷
重半径（Rd）が走行条件（速度、タイヤ荷重タ
イヤ温度、路面の状態）によつて変動することで
あり、このことは動荷重半径（Rd）を基礎とす
る前記速度制御に重大な影響を及ぼすことにな
る。したがつて動荷重半径の走行条件による影響
を極めて少なくすることはこの種の用途に供する
タイヤを設計するうえで重要であるといえる。特
にこの種の無人誘導車に使用するタイヤは極力パ
ンクを防止する必要があることから、専らタイヤ
キヤビチイにゴム弾性体を充填して成る所謂充填
タイヤが用いられるが、本発明はかかる充填タイ
ヤに関し、上記要請即ち、動荷重半径の変化の小
さなタイヤの提供を主目的とし、更にはタイヤ本
来の要求特性である乗心地、耐久性にも優れたタ
イヤの提供を目的とする。 本発明はタイヤリム上にタイヤ外皮を載置し、
前記タイヤリムとタイヤ外皮によつて形成される
タイヤキヤビチイにウレタン弾性体を充填してな
るウレタン充填タイヤにおいて、 (イ) 前記タイヤ外皮はタイヤ赤道面に対し60゜〜
70゜のコード角度でカーカスに隣接して配置さ
れる第１補強層と、タイヤ赤道面に対し14゜〜
18゜のコード角度で前記第１補強層の外側に配
置される複数のプライより成る第２補強層とよ
りなるスチールブレーカーを備えたラジアルタ
イヤであり。 (ロ) 前記タイヤキヤビチイに充填されるウレタン
弾性体の損失弾性率（E″）は、0.25〜0.15Kg
ｆ／cm²の範囲であり、かつそのJIS硬度は30〜
40の範囲である。 ことを特徴とするウレタン充填タイヤである。 以下本発明を詳細に説明する。 第１図に示される如く、本発明に係るウレタン
充填タイヤ１はタイヤリム２上にタイヤ外皮３を
載置し、前記タイヤリム２とタイヤ外皮３に囲ま
れた内側に隣接してインナーチユーブ１１を配置
し、該インナーチユーブ１１の内側に形成される
タイヤキヤビチイにウレタン弾性体４が充填され
る。 前記タイヤ外皮３は左右一対のビードコア５，
５′と、一方のビード部から他方のビード部に亘
つて配置され、かつ両端が前記ビードコア５，
５′の回りで折り返されるラジアルカーカスプラ
イ６と、該カーカスプライ６の外側に隣接して配
置される第１補強層７と該第１補強層の更に外側
に設置される第２補強層８より成るブレーカーＢ
が配置される。前記第１補強層７はスチールコー
ドの単一プライで構成され、そのコードの角度
（α）は第２図に示される如くタイヤ赤道面に対
し60゜〜70゜である。前記第２補強層８はスチール
コードの２プライ８ａ，８ｂで構成されそのコー
ド角度（β）（β′）はいずれもタイヤ赤道面に対
して14゜〜18゜の範囲で同一角度であり、隣接する
ブレーカープライ間でスチールコードが相互に交
叉するよう配置される。 尚、第２補強層８に３プライ以上使用する場合
でも隣接するプライ間でスチールコードが相互に
交叉するように、しかも同一角度で配置する。空
気入りラジアルタイヤに於てはブレーカーのコー
ド角度はタイヤの「たが効果」と障害物に対する
「エンベロープ効果」の二律背反の要求特性を調
和させる為、一般にタイヤ赤道面に対し、20゜〜
35゜の範囲のものが採用されている。しかしなが
ら本発明の如くタイヤキヤビチイを完全にウレタ
ンで充填した特殊な構造のタイヤではブレーカー
のコード角度がタイヤの諸特性に与える影響は空
気入りタイヤと基本的に相違している。したがつ
てこの種のタイヤのブレーカーのコード角度は独
特の要求特性（動荷重半径変化が小さいこと等）
を勘案しつつ、充填されるウレタン弾性体の特性
との関係において設計されなければならない。発
明者は種々検討の結果、後述の特定のウレタン弾
性体を充填する場合、ブレーカーの構成を前述の
如くすることによつて、乗心地、耐久性等のタイ
ヤの基本的特性を阻害することなく、この種のタ
イヤの特殊な要求特性である動荷重半径の変化を
極めて少なくすることができた。ここで第２補強
層８のコード角度が14゜未満の場合、乗心地を阻
害し一方18゜を越えると動荷重半径の変化が大き
くなる。又第１補強層７はタイヤ赤道面にほぼ直
角のコードを有するカーカスプライ６とタイヤ赤
道面に14゜〜18゜の角度のコードを有する第２補強
層８の間に介在し、そのコード角度を前２者の中
間的範囲である60゜〜70゜を採用することによりタ
イヤが変形挙動をする際、カーカスプライ６と第
２補強層８の間に生ずる歪を緩和し、ブレーカー
の剥離等の損傷を防止する。 本発明に用いられるウレタン弾性体４のJIS硬
度は30〜40の範囲である。JIS硬度が29゜以下の場
合、走行条件の変動による動荷重半径の変化が大
きくなり、一方41゜以上の場合タイマのバネ定数
が高くなる結果として乗心地を阻害する。 更に前記ウレタン弾性体４の損失弾性率（E″）
は0.25〜0.15Kg／cm²の範囲であることが望まし
い。ここで損失弾性率（E″）は岩本製作所製粘
弾性スペクトロメーターにて長さ40mm、幅４mm、
厚さ2.0mmの短冊状試料に静歪で10％伸張させた
状態で周波数10Hz、動歪１％で振動させ、温度80
℃で測定し求めた値である。損失弾性率が0.26
Kg／cm²を越えるとタイヤ内部の発熱が高く、この
種の充填タイヤが放熱性に劣ることと相俟つてタ
イヤ温度を上昇せしめ、動荷重半径の変動を大き
くするとともに、タイヤ内部のウレタン結合の劣
化を促進する。 次に前記ウレタン弾性体４は有機ポリイソシア
ネートを800〜2000のOH当量分子量および２〜
４の官能基数を有するポリオキシプロピレンポリ
オールからなる混合物を触媒の存在下で温度20゜
〜40゜の範囲で反応硬化してなる柔軟かつ低発熱
性エラストマーである。ここで前記有機ポリイソ
シアネート成分のイソシアネート基当量に対する
前記ポリオール成分の水酸基当量の比（OH／
NCO）は0.5〜1.5である。 前記有機ポリイソシアネートはヘキサメチレン
−１、６−ジイソシアネート、１、３−および
１、４−キシレンジイソシアネート等の脂肪族ポ
リイソシアネート、ポリメチレンポリフエニルポ
リイシアネート、２、４−または２、６−トリレ
ンジイソシアネート、ジフエニルメタン−４、
4′−ジイソシアネート等の芳香族ポリイソシアネ
ート、１−メチルシクロヘキサン−２、４−およ
び２、６−ジイソシアネート、１、３−および
１、４シクロヘキシルジイソシアネート等の脂環
式ポリイソシアネートである。 前記ポリオールはポリオキシプロピレンポリオ
ールあるいはポリオキシプロピレンポリオールの
未満にエチレンオキサイドを付加したポリオキシ
プロピレンポリエチレンポリオールで、そのOH
当量分子量は通常800〜2000、望ましくは1200〜
1600、また官能基数は２〜４である。 尚本発明に用いられるウレタン弾性体４は可塑
剤、例えばフタル酸系エステル、ジブチルジグリ
コールアジペート、塩素化パラフイン等を配合す
ることが望ましく、その量はポリオール成分100
重量部に対し15〜150重量部である。 尚本発明ではタイヤリム２とタイヤ外皮３に囲
まれた内側に隣接してインナーチユーブ１１を配
置することができるが、該インナーチユーブはタ
イヤ外皮のゴム組成物中の老化防止剤等の配合剤
がウレタン弾性体中に浸透しウレタンの劣化を生
ずるのを防止するもので、天然ゴム、合成ポリイ
ソプレンゴム、ハロゲン化ブチルゴム、ブチルゴ
ム等を単独又は混合したものでその配合剤の使用
はウレタンに悪影響を及ぼさないように配慮する
必要がある。 本発明に係るウレタン充填タイヤの製造方法
は、例えば第３図に示される如く、有機ポリイソ
シアネートとポリオールを所定量反応させて得ら
れた末端ポリオールプレポリマー（ウレタン主
剤）をいれた容器Ａとイソシアネート（ウレタン
硬化剤）をいれた容器Ｂからそれぞれ所定量の原
料液をポンプＰによりスタチツクミキサーＣに導
入し、ここで両者が十分に混合される。しかる後
常温下で導入管１４を通してバルブ１２からタイ
ヤキヤビチイに前記反応混合液を圧入する。反応
混合液を圧入する際、タイヤは垂直状態に保持さ
れ、更にタイヤキヤビチイに反応混合液で完全に
充填させる為、タイヤ外皮の頂部にドリル１３に
より排気孔を設けタイヤキヤビチイ内に密閉され
た空気を排出するとともに圧入速度、温度を適宜
調整する必要がある。なお反応混合液を注入する
際、圧力は少なくとも空気入りタイヤに使用する
場合の所定空気圧、即ちJISD−4202で規定する
設計常用荷重に対する空気圧（例えば165SR13で
1.9Kg／cm²）以上であることが、硬化後のタイヤ
動荷重半径の変化を小さくするうえで一層望まし
い。ウレタン反応混合液をタイヤキヤビチイに完
全に充填した後、前記排気孔を通常用いられるパ
ンク修理剤で閉鎖し、混合液温度を30℃以下で反
応硬化させる。反応温度が30℃を越えると、充填
ウレタンの収縮が生じ所定の充填圧が得られず、
更に副反応が起こる為、硬化後の物性が低下す
る。 以下実施例について説明する。 実施例 タイヤサイズ13/80R20で第１図に示す構造の
もので、ブレーカー構造及び充填ウレタンの特性
（硬度、損失弾性率E″）を変えて表１に示す14種
のタイヤを製造し、それぞれについて発熱性、動
荷重半径の変化、耐久性、乗心地を評価した。 注(1) タイヤの発熱性はドラム径1.6ｍの平滑な
鋼製ドラムの試験機で荷重4000Kg、速度50Km／
ｈの条件下で500Km連続走行後のタイヤの最高
温度を示す。 注(2) 動荷重半径の変化はドラム上で荷重4000Kg
のもと、速度50Km／ｈで500Km連続走行後と走
行前の測定値の差を示す。 注(3) 耐久性はタイヤに4000Kgの荷重をかけ、ド
ラム径1.6ｍの鋼製ドラム上で、速度50Km／ｈ
で５時間走行させ、その後走行速度を10Km／
ｈ、60分毎に上昇させ損傷が発生する迄の時間
で評価し、比較例−１を100として指数表示し
た、指数の大きい程良好。 注(4) 乗心地特性は平板上に25.4mmの突起をお
き、その上に突起とタイヤ赤道が直交する

【表】 ように供試タイヤをのせ、タイヤ１本当り4000
Kgの負荷において、突起前後の非接地フツトプ
リント長さで評価し、比較例１を100として指
数表示した。 指数の大きい程良好。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るウレタン充填タイヤの一
実施例の断面図を示す。第２図は第１図のブレー
カー構造を示す一部拡大平面図を示す。第３図は
本発明のウレタン充填タイヤの製造方法を示す概
略図である。 １……充填タイヤ、１……タイヤリム、３……
タイヤ外皮、４……タイヤキヤビチイ、５……カ
ーカス、６……第一補強層、８……第２補強層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ タイヤリム上にタイヤ外皮を載置し、前記タ
   イヤリムとタイヤ外皮によつて形成されるタイヤ
   キヤビチイにウレタン弾性体を充填してなるウレ
   タン充填タイヤにおいて、 (イ) 前記タイヤ外皮は、タイヤ赤道面に対し60゜
   〜70゜のコード角度でカーカスに隣接して配置
   される第１補強層と、タイヤ赤道面に対し14゜
   〜18゜のコード角度で前記第１補強層の外側に
   配置される複数のプライより成る第２補強層と
   よりなるスチールブレーカーを備えたラジアル
   タイヤであり、 (ロ) 前記タイヤキヤビチイに充填されるウレタン
   弾性体のJIS硬度は30〜40の範囲であり、 (ハ) ウレタン弾性体の損失弾性率（E″）は0.25〜
   0.15Kg／cm²の範囲であることを特徴とするウレ
   タン充填タイヤ。